灌河口波浪要素推算

1 前言。灌河口地处江苏北部，口外水域开阔．作为河口的主要水动力要素，波浪和潮汐与河口泥沙运动、河床演变、口门砂咀及边滩等地貌特征的形成和发育有着密切的关系．获取灌河口波浪场资料并分析其特征对开展河口沉积动力研究、分析河口河床演变规律有着重要的意义，同时对治理口门砂咀也具有实际价值．     

廉州湾三角洲泥沙运移与海洋动力条件的关系

根据已经报道的文献和相关调查资料,分析廉州湾水体中的悬沙浓度分布、重矿物比值沿程变化和沿岸动力地貌特征等因素,探讨廉州湾三角洲泥沙运移状况与海洋动力条件的关系.廉州湾水体中的悬沙浓度南部低于北部,从东北向西南和自北向南递减,在南流江入海汊道口门附近为浓度高值区;比重较小的重矿物物质大量沉积在廉州湾潮间带上、下部,比重较大的物质主要沉积在河床、潮下带及湾口门附近;廉州湾南部北海半岛绕过冠头岭形成指向东北的水下沙嘴,南流江水下三角洲呈舌状向海突出,中部较深,向两翼变浅.潮流、径流和波浪是廉州湾三角洲泥沙运移的主要动力因素,廉州湾内泥沙运移总趋势为自东北向西南,但北海半岛沿岸向东北运移.     

近海筏式养殖造成的水文动力条件变化分析

以键跳港附近海域假设的筏式养殖区作为研究对象,在筏式养殖区周围4个方向各布设1个测点,进行筏式布置前后25 h的连续潮流观测,并采用短期潮汐观测资料分析方法进行调和分析,计算得到K1、O1、M2、S2、MS4、M4等各个分潮的潮流椭圆要素(Wmax、Wmin、Q、time、k)数值。根据《渤海、黄海、东海海洋图集水文》中的潮流类型分布图,该海域属于正规半日潮流类型,半日分潮M2、S2为主要潮流,由于调和分析结果中半日分潮并不明显,因此,本文以筏式布置前后调和分析结果中各站位各个分潮最大值的和值作为对比值进行分析,结果表明,筏式养殖会造成水文动力条件的变化,流速变化率为-22.05%～-6.24%。     

海洋动力要素耦合作用对悬浮物质输移的影响

利用近岸海洋动力要素耦合作用的数学模型提供的水动力条件,对悬浮物质输移扩散规律进行了数值模拟,并与在单纯潮汐风暴潮条件下的悬浮物质输移扩散规律进行了比较.数值模拟结果表明,考虑波浪和潮汐耦合作用的海洋动力参数与实测资料更加吻合,从物理机制上看也更加合理;考虑近岸海洋动力要素耦合作用的悬浮物质输移扩散规律明显不同于单纯潮汐风暴潮情况下的悬浮物质输移扩散规律.因此,在考虑悬浮物质输移扩散时,不应只考虑潮流,必须考虑近岸海洋动力要素的耦合作用.     

基于SPH-FE方法的波浪中结构物动力特性模拟研究

海工结构物在波浪荷载作用下产生动力响应,本文基于光滑粒子流体动力学-有限元(SPH-FE)耦合方法对结构物受孤立波冲击过程中表面压力分布和动力响应特性进行研究.通过溃坝模型模拟了水柱倒塌冲击结构物的过程,分析SPH模型中粒子间距对数值结果的影响,并通过与文献结果对比验证了本文数值方法的可行性.在此基础上研究水柱高度、水柱与结构物间距及结构物刚度对波浪到达时间、结构动力响应和波浪冲击荷载特性的影响.研究结果表明:在本文计算条件下,波浪到达结构物的时间与溃坝初始水柱高度关系不明显,但随水柱与结构物间距的增大而线性增加;结构物顶端位移响应幅值随水柱高度、水柱与结构物间距及结构物刚度的变化较明显;结构物所受波浪冲击荷载与水动力作用呈正相关关系;当水动力作用相同,结构刚度增大时,结构物底端所受波浪力会增大.     

黄茅海潮流波浪计算分析

采用海岸工程水动力学数学模型对黄茅海潮流场及波浪场进行了计算.潮流计算中利用水平方向上的曲线正交坐标与垂直方向上的Sigma坐标相结合以及三维模型二维化的方法,波浪计算采用双曲型缓坡方程,并引入改进型的非线性弥散关系,从而能反映波浪的非线性效应.计算结果与实测结果比较表明：模型能较好地复演黄茅海潮流及波浪场,可以用于工程实际中沿岸及河口湾潮流波浪场问题的计算.     

闽江北支水道水文、泥沙特征分析

利用闽江口所设置5个定点连续观测站的流速、盐度、温度、浊度与悬沙资料以及同步观测的5个潮位观测站的潮位资料,分析闽江河口的水文特征和悬浮泥沙含量特征.研究表明,闽江口的水文特征有:涨潮历时短,退潮历时长,各潮位观测站的涨潮时刻由河口向感潮河段的上游依次推迟,落潮时刻由感潮河段的上游向河口依次推迟.温、盐分布情况受径流和潮流共同作用,径流对表层水体温度、盐度影响剧烈.在观测时间,观测区域内,温度变化范围在24.9-30.1℃,盐度变化范围在4.1-33.7.输沙量计算结果显示,在测量期间,壶江水道和熨斗水道落潮输沙量大于涨潮输沙量,河口输沙以河流输沙为主.     

苏州河水文条件变化对浮游植物群落的影响

在2005年12月至2006年7月期间通过对苏州河武宁路桥处浮游植物和水体流速的调查研究,比较分析了苏州河武宁路桥处浮游植物种类组成、数量、密度和优势种等的变化与流速等水文条件之间的关系.分析结果表明：在丰水期时,主要优势种小环藻Cyclotella sp.和小球藻Chlorella vulgaris个体数量在不同流速下的变化趋势非常相似.且在不同水文期藻类的数量、种类和叶绿素a的含量有很大变化：丰水期,藻类数量和种类明显大于枯水期以及平水期.在枯水期、平水期和丰水期中,平均叶绿素a含量小潮时都要高于大潮时.     

连云港港赣榆港区水文调查分析研究

本文通过对连云港港赣榆港区现场实测的水文资料进行分析,得出科学的数据分析结论,确定了海区的潮流和潮汐性质,得出客观、科学的分析结论,为该港区的建设发展提供了重要的水文数据。     

杆件结构物水动力系数与波浪要素关系研究

采用水槽试验研究了水平杆件结构物水动力系数与波浪要素的基本关系.设计了垂直杠杆结构,用于提取波浪条件下杆件的水平受力过程线,有效地避免了波浪垂直运动对杆件水平力的影响.通过联立Morison方程,得到波浪作用过程中拖曳力系数Cd、惯性力系数Cm随时间的变化过程线,并首次采用傅里叶分析方法提取Cm变化的频域分布,利用三角函数进行拟合,分析拟合系数与波浪要素之间的关系.研究表明:在本试验波浪条件下,Cd呈现U形变化,但计算时仍可取为常数,不会产生大的误差;Cm由对应波浪的一倍和二倍频率的周期函数叠加而成,一倍频系数与波浪周期参数KT相关性较好,二倍频系数则与波高参数KH相关性较好,拟合所得的初始相角较为离散,取均值处理.为便于实际应用,给出了水动力系数与波浪要素关系的拟合公式,其与试验结果吻合较好.     

灌河口河口演变的遥感图象解译

本文给出了灌河口航空及航天图象解译结果.用航空图象分析了河口两侧岸滩的变迁过程,航天图片分析了口外泥沙的运移特征.航空图象解译结果表明,河口两侧岸线和滩线在逐年蚀退.航天卫星图象解译结果表明,河口东侧自废黄河口向西的泥沙输送趋势十分明显;河口西侧也有自西向东的泥沙流迹象,故认为灌河口泥沙输送方向是由河口东西两侧向河口运移.文中还给出了不同岸段的蚀退速率,提供了卫星和航空图片及其解译图.     

河口闸下水动力与泥沙清淤问题的研究

为优化河口防潮闸下清淤工程方案,提出了以两相流方程描述底沙运动的理论模式,建立了泥质河口二维水流、泥沙数学模型,并优化独流减河口闸下清淤工程方案.对独流减河口闸下大、中、小潮潮位、流速、含沙量过程和海床演变进行了验证,计算分析了现状地形条件下闸下泄流能力,对宽浅型和窄深型两类清淤方案的不同清淤规模的泄流能力进行了计算模拟.讨论了不同清淤规模条件下泄流能力、清淤量、回淤量与回淤率的关系,给出了各工程方案的清淤效率指标.     

三峡水库香溪河库湾水动力特性分析

为研究解决三峡水库支流库湾水环境问题, 必须探明三峡水库支流库湾的水动力过程. 基于2008年的野外观测数据, 对香溪河库湾水流速度、水温、浊度、水位、流量等因子进行分析. 结果表明香溪河库湾水动力特性难以简单概化为一维特征, 而在深度上具有分层异向流动特征. 支流上游来水主要以顺坡底部异重流形式流出库湾; 干支流水体密度差的变化及水位变动带来干支流水体处于频繁的交换状态, 水库干流水体主要以倒灌异重流形式进入库湾. 香溪河库湾异重流主要由水体之间的温差和浊度差引起, 其中温差是主要原因. 倒灌异重流潜入点深度主要决定于干支流水体密度差; 潜入点异重流厚度主要受水库干支流水体密度差及水位高低影响; 潜入库湾的距离主要受支流上游来流量、水位高低及水位日变幅影响.     

钱塘江河口区重矿物特征及其与动力环境的关系

本文研究钱塘江河口区的重矿物组成、组合类型、重矿物的分区及其与水动力的关系,同时探讨其物质的来源。钱塘江河口区已鉴定的重矿物有25种,分为四种组合类型,同时存在与其相适应的四个重矿物区,近口段重矿物区、河口段重矿物区,杭州湾重矿物区与金山深槽重矿物区。钱塘江河口区在不同的区段其沉积物来源不一样。近口段主要来自钱塘江流域,口外海滨主要来自长江口,河口段则两者兼有,而金山深槽主要来自槽下被冲刷出来的全新世的沉积物。     

钱塘江河口区重矿物特征及其与动力环境的关系

本文研究钱塘江河口区的重矿物组成、组合类型、重矿物的分区及其与水动力的关系,同时探讨其物质的来源。钱塘江河口区已鉴定的重矿物有25种,分为四种组合类型,同时存在与其相适应的四个重矿物区,近口段重矿物区、河口段重矿物区,杭州湾重矿物区与金山深槽重矿物区。钱塘江河口区在不同的区段其沉积物来源不一样。近口段主要来自钱塘江流域,口外海滨主要来自长江口,河口段则两者兼有,而金山深槽主要来自槽下被冲刷出来的全新世的沉积物。     

长江口枯季水动力悬沙特征与再悬浮研究

2004年2月13~22日枯季大小潮期间在长江口北港、口门及口外进行了水动力、悬沙浓度和盐度的全潮观测,并对数据进行分析,同时对研究区域的再悬浮/沉降通量进行计算,进而讨论长江口枯季水动力和再悬浮特征.结果表明,长江口外以潮流作用为主,但流速、悬沙浓度和盐度的分布和变化仍与径流作用有关,观测期间再悬浮现象不显著.北港内及口门处,径流作用较强,盐度较低,落潮流速大于涨潮流速,当流速较大时,底部再悬浮作用显著.计算结果表明,再悬浮通量的数量级为10-3~10-6kg m-2s-1,沉降通量为10-9~10-10kg m-2s-1.     

长江河口及其水下三角洲的沉积特征和沉积环境

近两千年来,长江河口河道束狭淤浅,南岸边滩伸展,河槽成形,河道加深,形成现代河口的形态。长江河口的沉积物分布是和河口地形及水下三角洲的发育密切相关的。本文研究了沉积特征以及它与沉积环境、地貌和水文特征之间的关系。大量材料分析表明,沉积物的粒度大小和水动力条件相适应,分选系数、偏态和中值粒径之间有相关性。长江河口可分为四个沉积区:河口段上段沉积区;河口分汊河段沉积区;河口拦门沙沉积区;水下三角洲沉积区。     

长江口横沙浅滩及邻近海域水动力特征分析

主控本海域泥沙运动和海床冲淤演变的水动力是水体中具有强周期性的潮汐运动和弱周期性的长江径流之耦合.潮汐运动主要由源潮波即半日潮波和日潮波叠加而成,因浅海非线性效应而衍生的浅水潮波也有相当贡献,从而形成具有以半日潮周期为主,且伴有日不等现象的水体流动.基本沿陆岸呈南北向传播的潮波,经长江口门在本海域顺势折向,入横沙浅滩南北的北槽和北港水槽,基本转成东西向的流动.本海域滩槽相间,且处在口门和滨坡交接段,复杂地势制约着潮流运动形式:顺河槽和沿横沙浅滩东侧分别为东西和南北主流向的往复流;而其间的海域基本呈南向流强于北向流的旋转流.正由于这种形式的旋转流存在,造成口外滨坡海床的冲刷以及挖入式港池的深水航道段会有较强的横流出现.长江径流顺河槽下泄东流,出口门后浮置于海外盐水之上,随不同季节,或东南或东北向汇入大海,由此往往造成上下水层流向不一致的垂向结构.