河口海岸水动力非静压数学模型研究述评

在回顾非静压模型发展历程的基础上,概述了其基本方程、常用的数值计算及网格设置方法。针对非静压模型计算效率低的问题,综述了现有3类提高计算效率方法的优缺点。分析了非静压模型与静压模型在控制方程和数值方法方面的差异,归纳了非静压模型在近岸波浪传播变形以及河口斜压问题的应用情况。已有研究表明,非静压模型在近岸波浪传播变形、波浪与建筑物相互作用以及河口盐淡水混合的模拟研究中具有优势。但在计算效率、边界条件、浅水非线性、波浪破碎和实际应用等方面还存在需要解决的问题,针对这些问题提出了今后的研究方向。     

中国河口海岸研究回顾与展望

本文根据笔者亲身从事河口海岸研究，学术领导工作以及在多次国内外学术交流中所产生的心得体会，回顾了我国４０多年来河口海岸研究和开发的历史，总结了成功的经验和失败的教训，并提出了今后发展的方向，取得的进展有：动力、地貌、沉积相结合的研究方法的形成；从静态描述向动态描述进而向数值模拟的转变，海岸带大量基础资料的积累；一大批达于国际水平的研究成果；一支强大的、专业结构合理的科研队伍。今后的研究方向有：洒口     

长江河口海岸演变长周期波动的初步研究

长周期波动作为一种地貌演变现象在河口海岸地区广泛存在,在长江河口,表现为长江河口水下三角洲及长江河口拦门沙地形的波动变化。而在杭州湾北岸,它又以“侵蚀波”的形式来影响岸滩的冲淤演变,本文试图通过揭示人在的动力机制来综合分析春在典型河口海岸演变中的表现。．     

河口涨潮沟形成水动力机制初探

根据长江口1965－2000年的地形资料和研究成果，应用理论力学中平面汇交力的平衡条件，对河口涨潮沟形成的水动力机制进行了初步分析和探讨，结果表明，涨潮沟的表成与衰亡与主槽涨潮动力主轴的摆动和涨潮动力的变化密切相关，涨潮沟的利用与整治必须因势利导，顺应其形成机制和演变规律。     

河口海岸模型验证方法及其性能比较研究

模型验证是河口海岸模型建立和应用的关键步骤,传统的方法包括主观评价、可视化技术、误差估计及统计检验等量化方法,但各种验证方法的性能优劣尚无明确的结论。为探讨各种方法的性能,本文对常用的几种量化方法的性能进行比较,并提出了一种基于统计检验的定量的模型验证方法。研究表明:即使在模型数据的误差明显时,Skill、相关系数和决定系数也可能保持较大的值,因此使用这些量化指标进行模型验证需谨慎。相对于绝对误差、均方根误差、Skill等常用量化指标,统计检验法既能有效地量化模型模拟的误差,亦能有效减小模拟结果中的异常值对整体模拟效果的影响。由于误差分布的原因,统计检验方法不适用于往复流的流向验证。     

围垦工程对温州近海及河口水动力的影响

基于温州近海及河口二维水流数值计算模式,以2002年为基准水平年(现状),针对温州市近期、中期和远期围垦工程,从水(潮)位、流速和潮量3个方面探讨了围垦工程对近海及河口水动力的影响.计算结果表明:近、中期围垦工程实施后,洪季和枯季时瓯江口内最高潮位均略有减小,北口的涨、落潮量均增大3%～4%左右,而落潮总量和平均流速基本没有变化.远期工程尤其是瓯江南口围垦工程实施后,瓯江口内最高潮位洪季时增大而枯季时减小,涨、落潮最大流速均有所增大,北口潮量变化较为明显,枯季时潮量减少10%左右,鳌江口、飞云江口附近的落潮流速略有增大,而涨潮流速略有减小.南口围垦工程对瓯江口内潮位和涨落潮流速变化的影响最为明显,对维护北口的深水航道有一定的益处,但也要进一步加强对瓯江北口两岸岸滩稳定性的监测.     

江苏海岸潮滩剖面形态与动力泥沙响应关系

基于2007年江苏海岸潮滩剖面高程测量资料和潮流、波浪、泥沙模拟结果,对比分析不同岸段剖面形态特征及其与潮流动力、波浪动力及泥沙供给的响应关系。研究发现:江苏海岸潮流主导的潮滩剖面往往呈现上凸形,随着泥沙供应量的增加,潮滩剖面进一步发展为斜坡形与上凸形组合和双凸形;稳定泥沙供给条件下,潮差越大、剖面坡度越陡;若泥沙供应量越大,潮滩则越平缓。江苏海岸波浪主导且缺乏泥沙供给的潮滩剖面呈下凹形或斜坡形,滩面坡度随波高的增大而增大。     

河口海岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室

河口海岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室依托于华东师范大学,于1991年由国家计委批准筹建,1995年12月通过国家验收并正式向国内外开放.该实验室是在华东师范大学河口海岸学科30多年研究工作的基础上创建的,著名的河口海岸学家、中国工程院院士陈吉余教授和中国科学院院士窦国仁教授任实验室学术委员会顾问,中国科学院院士汪品先教授任实验室学术委员会主任,沈焕庭教授和中国科学院院士苏纪兰教授任学术委员会副主任,丁平兴教授为实验室主任.实验室现有固定人员31人,其中研究人员25人(教授14人,副教授8人,讲师3人;其中具有博士学位的15人),技术人员5人,管理人员1人.     

瓯江河口连岛工程对周围水动力环境的影响

采用不规则网格的有限体积海洋模型(FVCOM),建立了瓯江河口潮流数值模型,模型与实测数据在潮位、流速,流向上吻合,模型验证结果良好。以瓯江河口温州浅滩连岛工程为例,分析了无连岛工程,全围连岛工程,设1 000 m潮流通道连岛工程,只有北堤的连岛工程四种不同工况下的水动力特性,从水动力和围垦方面说明工程的合理性。     

黄岛金沙滩现代波痕沉积特征与水动力关系

 黄岛金沙滩为典型的无障壁高能海岸,后滨发育有风成波痕,前滨滩槽和近滨上部可见大量浪成波痕。本文通过对上述3种环境下波痕的形态、沉积物粒度特征及前滨波痕形成水动力条件进行分析研究发现：1）后滨风成波痕波长、波高、迎流面及背流面相对浪成波痕较小,但波痕指数较大,而前滨滩槽、近滨上部波痕由陆向海波长、迎流面、背流面变小。2）风成波痕沉积物粒度波峰较粗,而浪成波痕沉积物粒度波谷较粗,从前滨到后滨沉积物粗组分减少,细组分增多;风成波痕、前滨滩槽波痕粒度频率分布曲线呈“双峰”特征,而近滨上部波痕粒度频率分布曲线主体呈“单峰”特征,风成波痕、滩槽波痕沉积物缺少悬浮组分;波痕沉积物分选-峰度图、分选-偏度图可以较好地判别沉积环境。3）平均粒径与流速、水深、弗劳德数Fr有很好的线性关系,前滨退潮时形成波痕的水动力条件具有水体浅、流速小和水动力弱的特点,可能与退潮时水速、水深变化较快有关。4）对前滨波痕沉积特征与相应流速、水深分别进行逐步回归分析,获得了形成环境的流速、水深的回归关系式。     

长江河口拦门沙冲淤变化过程研究

该文在对长江河口拦门沙百余年来冲淤变化过程分析的基础上 ,利用GIS工具 ,计算了长江口拦门沙自 184 2年以来的冲淤量 ,其结果表明 ,15 0余年来 ,长江口拦门沙地区虽存在时冲时淤的变化规律 ,但总体上是处于不断淤积之中 ,在计算区域内净淤积总量达 4 0 .93× 10 8t ,最大年份高达约 1× 10 8t/a。这些可加深对河口拦门沙河段形成和沉积过程的认识 ,同时也可为长江河口深水航道治理工程提供科学依据。     

Mackenzie三角洲风暴相关的海岸水动力现象

针对西北风和东风这2种强风在Mackenzie三角洲开敞水域时期占主导地位的特点,运用SWAN模型对1次西北向风暴过程中的风暴浪进行模拟,并基于实测风、流数据和MODIS数据对2次东风引起的海岸水动力现象进行分析。结果表明:西北向风暴影响水域中上层的波浪和强流,引起明显的波浪增水和波能耗散;东向风暴可以引起从海表到海底的强流,甚至强度较弱的持续东风都可以引起上升流和水体混合;西北风和东风都会使水底的细小泥沙发生运动。     

东海陆架北部泥质区沉积动力过程的季节性变化

利用东海陆架北部泥质区（济州岛西南）及其周围不同季节５个航次的悬浮体资料和相应的底质粒度资料,对该泥质区沉积动力过程的季节性变化规律进行了分析。结果表明：东海陆架北部悬浮体的高含量区并不与该区的沉积中心（泥质区）相吻合,泥质区的形成需有物源的充沛供应和涡旋的动力效应相结合。泥质区沉积作用时空变化具有强烈的季节性。冬季泥质区悬浮体供应充足,涡旋中心向泥质区东南扩展,是本区接受悬浮体沉积的关键季节。夏     

洞穴石笋沉积纹层的形态组合及其滴水的水动力条件

石笋沉积纹层的组合、厚度、粒度和层面构造等,是恢复成笋滴水动态及相关古水文件的物质基础,根据众多大型石笋纵剖面的沉积纹 层的详细观测表明,石笋纹层组合形态,主要有：①平顶（柱）状对称昨纹层;②圆顶锥柱状对称叠复纹层;③尖顶锥状对称叠复纹层;④斜锥（柱）状不对称叠复纹层;⑤缓一平顶凹凸状叠复纹层;⑥其它复合叠加纹层,研究表明,石笋沉积纹层的形成,受洞穴滴水的水量、滴速或滴率、滴落、着落点的集中与分散、饱和度、水动力条件、PH值、温度和湿度等因素的影响,由于滴水的补给量、着落点的改变,导致在固－水界面的运动状态不同,所形成的滴石类型和石笋沉积纹层组合形态也各不相同。     

河北王滩港址海岸动力地貌与港口建设研究

本文依据海岸动力地貌学理论与方法,研究了河北省王滩拟建港区的环境条件、泥沙来源、数量与运动特征、泥沙沉积速率及海岸演变趋势,为王滩建港作出了论证,并对港区工程布置提出了建议.     

南极洲伊利莎白公主地区主要离子来源传输过程的沉积方式研究

通过对南极洲伊利莎白公主地区冰雪中几种主要离子资料的分析,结合前人的工作对本地区主要离子的来源、传输过程和沉积方式做了初步探讨。结果表明;南极洲伊利莎白公主地区冰盖中的海盐离子主要来源于周边亚南极地区的海洋,nssSO4^2-主要来源于中低纬度海洋生物的释放和火山喷发,而NO3^-主要来源于中低纬度地区的闪电和极地高空中的各种大气过程;海盐离子（主要Cl^-,Na^ ,Mg^2 ,ssSO4^2-）通过近距离低空传输到南极冰盖,而nssSO4^2-和NO3^-很可能是通过远距离高空传输到极冰雪中,具体过程为：nssSO4^2-和NO3^-在对流层顶部平流层底层呈带状输送到极地上空,然后辐射下沉,再辐射到其他地区;本地区大气中各主要离子浓度足够大,足以使本地区冰雪中主要离子浓度不随积累率的变化而变化,即离子浓度并不受积累率的影响。各主要离子、湿沉积所占比重的计算结果表明,本地区离子沉积方式以湿沉积为主。     

河口过程中第三驱动力的作用和响应——以长江河口为例

人类活动对地球系统的影响,已由“局部”进入到“全球”,河口是一个复杂的自然综合体,在地球系统中能体现全球的变化,也能敏感地响应流域的自然变化和人类的作用．由于资源开发和人工控制增强,第三驱动力在长江河口过程中已经和将要发挥越来越重要的作用．因此,如何体现人与自然的和谐,河口怎样才能健康地发展,将是河口研究的重要理论和实践问题．文中以长江河口为例,探讨它的自然演变与自然适应、发展中的人工控制、自然资源的开发以及涉及河口当前的悬念问题,并就人与自然的和谐提出建议．