潮控型分汊河口分流过程探讨 ——以长江北支口为例

长江北支口是典型的潮控型分汊河口,其水动力及其汊道分流过程是影响潮控河口物质输运和地貌演变的主要因素.本文基于2018年春季在北支口各汊道的坐底三脚架资料与断面走航资料,计算各汊道的优势流.结果发现:大潮时,北支三条港与顾圆沙南水道均呈现涨潮优势,水流净向陆输运;顾圆沙北水道则呈现落潮优势,水流净输运方向指向口外.同时,结合FVCOM高分辨率数值模拟,对北支口分流过程进行模拟.结果表明,由于顾圆沙南水道近海口断面面积远大于北水道,且方位与涨潮时潮波传播方向一致,大部分外海潮波经过顾圆沙南水道上溯,涨潮量在南北水道空间上分配的差异性极大;同时,一部分经顾圆沙南水道上溯的潮波会越滩至北水道,与上游径流汇合后,共同经顾圆沙北水道下泄,北水道的落潮量增加,落潮量在空间上分配的差异性减小.当大潮时,顾圆沙北水道的涨落潮分流比为29.7%、47.2%;小潮时,顾圆沙北水道的涨落潮分流比为41.6%、43.1%.北支口余流基本态势为南水道进、北水道出.这些指标及分流特征可为河口的物质输运、地貌演变及各汊道的发育、维持和衰亡过程的预测提供关键的指示参数.     

长江河口南北槽分流口工程及瑞丰沙地形变化对分流比的影响

分析了南北槽分流口河段的地形特征及其在人类活动影响之下的演变过程,利用高分辨率FVCOM模型研究了分流口潜堤工程的修建、潜堤方向的偏转以及分流口上段瑞丰沙地形变化等因素对南北槽落潮分流比的影响.结果显示,现有的分流口潜堤对北槽落潮分流比的影响较小.潜堤向北偏转时北槽落潮分流比减小,向南偏转时增加,潜堤向南偏转对分流比的影响大于北偏.瑞丰沙中沙基本消失、下沙萎缩及南港主流的北偏有利于水流进入北槽,从而明显增加北槽上段面落潮分流比.而由于横沙通道对水通量的调节,北槽下断面落潮分流比增加甚微.     

长江口横沙浅滩挖入式港池对流场的影响分析Ⅰ:数值模型和验证

基于无结构三角形网格FVCOM模式,建立长江口高分辨率三维水动力数值模型,采用大量水文观测资料进行验证,使之能合理反映长江口,特别是横沙浅滩区域的水动力结构及其变化,为横沙浅滩挖入式港池方案的影响分析提供合理可靠的数值工具.     

长江口横沙浅滩挖入式港池对流场的影响分析Ⅱ:对周边流场影响

横沙浅滩挖入式港池规划方案工程空间尺度巨大,必然对邻近的北港,特别是北槽深水航道产生一定程度的影响.本文基于经过检验的无结构三角高分辨率长江口FVCOM模型,对规划方案的不同平面布置进行模拟分析对比.结果表明,从流场整体态势、典型站位的大小潮动力特征可以看出,横沙浅滩挖入式港池南线、北线方案对北港和北槽的水动力特征并没有造成非常显著的变化,总体上呈现较为微弱的影响,而南线方案对北槽外航道影响较北线方案更为明显.两方案都造成北港往复流特征更趋明显.且南线方案横流更为显著.综合分析,北线方案叫南线方案对周边流场影响较小.     

长江口横沙浅滩挖入式港池方案的研究

横沙浅滩位于长江入海口,毗邻外海深水区,是江海联运理想的交通运输枢纽.挖入式港池方案可以充分利用横沙浅滩广阔的滩涂,形成大型深水港区所需的水域、陆域、深水岸线和泊位.避开外海恶劣天气的影响,泊稳条件好,航行和靠离泊安全;回淤少,对周围海域的影响小,有利于长江口深水航道的维护,有利于长江口的安全和稳定.因此,挖入式港池方案是较为科学合理,可予以推荐的方案.     

长江口横沙浅滩及邻近海域灾害性天气分析

热带气旋、寒潮与大雾是影响长江口及其邻近海域港口、航道及航运安全的主要灾害性天气.本文通过收集和分析文献资料,给出影响长江口及其邻近海域的热带气旋、寒潮和大雾的特征.影响长江口及其邻近海域的热带气旋平均每年有2.3次,8—9月是高发季节;寒潮平均每年有3.15次,主要发生在秋末、冬季和初春;大雾日年平均达50～60 d,主要集中在3—7月.并通过SWAN模型,分别计算热带气旋和寒潮天气作用下在横沙浅滩及其邻近海域的波高分布.     

长江口风暴潮集成可视化预报系统的升级

运用VB.net、Intel Fortran等软件对长江口风暴潮集成预报系统进行升级与改进.引入SWAN并行计算模式,显著提高波浪模式的计算效率,解决了快速预报中考虑波浪计算的时效性问题.优化流场模式代码,进行模块化设计,提高流场模式的计算效率.对软件界面进行改进,增强了人机交互界面友好性,提高了软件兼容性与稳定性.通过5个台风暴潮的计算对比,结果表明新系统保持了原预报系统计算精度,并提高了系统整体预报效率.在本文的硬件环境中,不考虑波浪计算时,预报时间节省60%;考虑波浪计算时,预报时间节省68%.     

波浪对台风风暴潮过程的影响分析

利用胡克林等建立的长江口及邻近海域的二维风暴潮数值计算模式,对2007-2008年有较大影响的4次台风风暴潮进行加波浪和不加波浪的后报计算.将计算结果与实测资料进行比较分析,得出结论:波浪对于风暴潮的影响程度取决于台风的路径、登陆地点和不同时刻.在台风登录前后一两天内,加波浪计算比不加波浪计算出的风暴潮水位精度总体要高;当台风传播到近岸时,波浪破碎对近岸增水影响较大,需要加波浪计算台风风暴潮;对南登陆北上转出型台风风暴潮计算时需加波浪,而对南登陆型可不必加波浪,以提高计算效率.     

长江口深水航道工程对北槽盐度分布的影响

基于改进的三维数值模式FVCOM,聚焦于北槽盐度在工程一、二、三期建设过程中的变化情况.考虑径流、潮汐和风场的共同作用,数值模拟和定量分析在各工程阶段特征时刻和半月潮周期平均盐度分布特征.分析计算结果表明:一期工程后,等盐线显著下移.二期工程后,等盐线继续下移;1‰~5‰低盐水控制范围增大;中下段垂向混合变弱,部分时刻盐淡水混合类型从部分混合类型变成高度分层型.三期工程后,1‰~5‰低盐水控制范围继续增大;下段高盐水上溯,相比工程前有少许增加.