长江河口潮位站潮汐特征分析

基于横沙、马家港、堡镇和永隆沙4个潮位站2009年实测的逐时水位资料,分析了长江河口潮位站潮汐的时空变化特征、分潮组成、潮汐类型和变形.长江河口潮位站的潮汐存在日不等现象,主要表现为高潮位不等,其中3月份、9月份期间的日不等现象小潮比大潮明显,而6月份、12月份期间则是大潮比小潮明显.统计给出了潮位站各月最大潮差和最小潮差,长江河口的潮差呈现双峰变化,月最大潮差在3月份、9月份出现极大值,6月份、12月份出现极小值;月最小潮差在6月份、12月份出现极大值,3月份、9月份出现极小值.受径流和摩擦等影响,在南支向上游潮差减小.因北支径流分流比小,且地形呈喇叭口状,使得永隆沙站潮差比其他3个潮位站大.长江河口潮汐主要由4个主要半日分潮（M ₂、S ₂、N ₂、K ₂ ）、4个主要全日分潮（K ₁、O ₁、P ₁、Q ₁）和3个主要浅水分潮（M ₄、MS ₄、M ₆）组成.半日分潮占绝对优势,受河口水浅的影响,浅水分潮显著.潮汐类型系数除了永隆沙站小于0.25,其余3站的均大于0.25,表明北支属于正规半日潮,而北港、南港和北槽则属于不正规半日潮.4个测站的潮汐变形系数均大于0.1,表明长江河口潮位站潮汐变形显著,其中以北支永隆沙潮汐变形最为严重,变形系数可达0.173.     

海堤设计风浪和设计潮位组合风险率分析

风浪和潮位是海堤设计的关键因素,为保障海堤工程的安全性并使工程设计更为经济合理,基于Clayton Copula连接函数建立了潮位和风浪联合分布函数,以此构建了风浪和潮位组合设计风险分析模型,提出了考虑风险率模式下的风浪和潮位组合设计方法.以深圳市赤湾海域为例,分析了1971～2002年实测水文资料,获得了风浪和潮位组合风险率.结果显示：深圳赤湾海域大潮与大风同时遭遇的概率小,采用同频率设计偏于安全;而所建模型充分考虑到了风浪和潮位这种遭遇的特性,对风浪和潮位遭遇工况的合理设计具有指导意义,也为沿海城市海堤设计参数的确定提供了一种技术手段.     

人类重大工程改变河口潮波传播方向引发的灾害与恢复

珠江河口网河密布,地貌形态极其复杂.人类为改变环境而进行许多重大工程,但有时因为对工程引发的复杂河口水动力特性的变化认识不足,导致工程带来严重的负面灾害性影响.有些影响通过长时间自然演变得以恢复,有些则不可逆转.五十年前珠江河口白藤堵海工程造成当地严重的内涝灾害,却又在十年后自然恢复,其动力变化原因始终不明,值得研究.采用河口整体数值模拟对白藤堵海工程及其水动力特征进行了计算.通过河口整体大区域计算的流动过程分析发现,堵海工程后鸡啼门水道因通潮能力不够,造成了潮波由竹银经泥湾门水道至上而下的逆向传播,引起了工程前后泥湾门区域水动力特征的极大变化,引发严重的内涝灾害.十年后鸡啼门水道自然冲刷,通潮能力的增强,使潮波逆向传播现象消失,该区域水位过程基本恢复到工程前状态,洪涝灾害自然消除.     

大规模填海工程对钦州湾水动力环境的影响

【目的】研究钦州湾大规模填海工程导致的水动力环境变化。【方法】构建一个平面二维潮流数学模型,并利用2007年与2009年实测水文资料对模型进行验证,模型较好地模拟了钦州湾的潮流运动规律。进一步计算分析了2008~2012年钦州湾大规模填海建设前后水动力变化状况。【结果】结果显示:钦州湾东航道、金鼓江航道浚深导致航道内流速减小,最大减小量约0.145m/s;三墩公路建设导致其西侧流速明显缩小,最大减小量约0.224m/s,而其东侧流速显著增大,增量最大达0.322m/s。【结论】大规模填海工程导致钦州湾2012年水体体积比2008年缩小约2.21%;钦州湾水交换能力变弱,海水半交换周期最大增加0.56d。     

潮流能自由变偏角水轮机自启动特性分析

垂直轴水轮机的启动特性是潮流能发电技术的关键问题之一.根据模型试验技术,测量潮流能自由变偏角水轮机转速和转矩在启动过程中的变化规律.基于黏性CFD数值模拟方法,监测该水轮机水动力转矩、负载转矩、叶片偏角、叶片切向力等参数在启动过程中的变化规律.通过分析上述运动参数与动力参数之间的相互作用探讨该水轮机启动特性.研究结果表明:自由变偏角水轮机由于能够迅速调整叶片偏角,因此可以改善水轮机启动过程的总体水动力性能;转矩-速比特性决定该水轮机启动过程经历起步、加速和渐进稳定3个阶段;当发生超载或者受到波浪影响时,水轮机将从渐进稳定段进入不能稳定运行的加速段,继而发生快速停机现象.     

一个垂直平均水流运动的边界通用程式：Ⅱ.实例研究

根据作者研制的垂直平均二维水流运动模拟的边界通用模式,给出了模式计算的程序结构,并应用于珠江三角洲一个感潮河段的潮流模拟．实际边界按相应的信息号从边界信息库中自动搜寻计算．内点和其它模拟所需的输入条件均设计为信息文件自动查询．模拟结果表明,计算程式简单易用且稳定性良好     

多重尺度下N-S方程的分解

将多重尺度法的导数展开法引入Ｎ－Ｓ方程的尺度离散,对各阶近似中变量采用Ｒｅｙｎｏｌｄｓ分解,并根据多重尺度的可解性条件,得到不同尺度的潮流、波浪方程用数学方法解释了潮流波浪的相互作用和影响,并与Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程进行了比较     

USB接口技术在水下流浪潮综合测量技术中的应用

简述了采用ＵＳＢ传输的数据采集设备的系统构成,重点说明在国家“八六三”项目“水下流浪潮综合测量技术”中用ＵＳＢ技术解决了采用Ａ/Ｄ卡以及422,485等总线板卡的安装麻烦,受机箱内环境干扰,受主板插槽数量和地址、中断资源限制的问题,从而实现了低成本、高可靠性、多点海洋要素数据的采集通讯。在采集现场,将传感器采集到的模拟量数字化以后,利用ＲＳ 485协议将数据上传到数据采集处理器,采集处理器接收485的数据并通过ＡＴ98Ｃ51单片机处理,再通过ＵＳＢ接口传输至ＰＣ机进行分析处理及表征;而主机向设备发送数据的过程正好机反:主机向ＵＳＢ口发送数据,数据采集处理器转换为485协议向远端输送,从而完成了通过水下海洋要素对海洋流浪潮的综合测量。     

基于GIS的三维滩涂资源管理系统设计与实现

为进一步准确掌握浙江省滩涂资源的分布现状,正确判断滩涂资源的自然淤涨速率,实现滩涂资源科学合理的开发利用和保护,通过系统、全面的水下地形测绘与实地调查,建立了高准确度、高度权威的滩涂资源数据库,并在此基础上设计与实现了浙江省滩涂资源管理系统。该系统采用AutoCAD.NET和ArcEngine实现了水下地形数据从CAD文件到Geodatabase数据库的无损转换,使用Skyline和ArcGIS Server对滩涂资源成果数据进行二三维一体化显示。系统试运行结果表明:该系统实现了对浙江省滩涂资源数据的有效管理,建成的滩涂资源专题数据库为滩涂资源保护、滩涂资源动态预报以及泥沙研究提供了坚实的数据基础。     

Dynamics of phytoplankton and picoplankton over a tidal cycle in a subtropical lagoon

The influences of a tidal cycle on the distribution of autotrophic plankton were investigated in a hyper-eutrophic lagoon designated as a scenic area. Results showed that the highest concentrations of picoplankton and phytoplankton were found in the middle and inner part of the lagoon, irrespective of the tides. The MDS result also revealed that phytoplankton communities, dominated by Ceratium furca, were similar among stations in the inner bay during both flood tides and ebb tides. The time series sampling results at the inlet-outlet channel revealed that almost the same amounts of phytoplankton and picoplankton were carried through the channel during flood and ebb tides, with no trend in nutrient fluctuations except for phosphate which had a net loss from the lagoon. The results showed that tidal cycles do not effectively flush away phytoplankton and picoplankton from the lagoon, and the blooming of phyto- and picoplankton is inevitable should the situation stay the same. Steps are needed to alleviate the eutrophication condition instead of depending on the natural process such as tidal cycle.