长江河口水位上升对流场和盐水入侵的影响

基于长江河口水动力和盐水入侵三维数值模式ECOM-si,通过数值模拟分析长江河口水位上升对径流、潮流和风生流的影响,以及在多种动力因子综合作用下对流场和盐水入侵的影响.数值实验结果表明,在长江河口水位上升30 cm的情况下,各河道横截面面积增大,向海的径流流速减小;潮流随水深增深略微增大;枯季北风作用产生的北港进、南港出的水平风生环流加强,在北支向陆的风生流有所加强.水位上升后,北支盐水入侵增强;南支中段盐度变化不明显;北港、北槽盐水入侵随水位增加变化最为显著,小潮期间盐度增大值大于1,大潮期间增幅有所降低,北港北汊受水深增加盐水入侵变化最为强烈;南槽口门处滩地由于水位增加,非线性效应减弱,盐度不同程度的降低.水位上升后南支水源地三个水库取水口盐度均有所上升,减少了可取水时间,不利于供水安全.     

河口区径流对台风暴潮影响研究

台风暴潮-径流相互作用增大河口台风暴潮位,从而增大台风暴潮灾害.本文基于FVCOM模式建立了河口及附近海域的台风暴潮数值模型,并以9711台风和0608台风为风-气压场来源.依据台风期间的实测径流量过程Q(t),设计了4个径流过程q(t),并与q(t)=0时进行对比,讨论了台风暴潮模拟中考虑上游径流的必要性;研究了浙江省南部沿海椒江、欧江、飞云江和鳌江河口区径流和台风暴潮的相互作用,并分析了径流量变化对海门、温州、瑞安和鳌江观测站台风暴潮位以及各河流口门内最大台风暴潮位包络线的影响.结果显示:径流量越大,观测站的台风暴潮位增量越大且台风暴潮位的最大增量出现在台风登陆后;9711台风期间椒江台风暴潮位受径流的影响较瓯江更显著;0608台风期间飞云江台风暴潮位受径流影响较鳌江更显著.本文研究成果为河口台风暴潮防灾减灾提供有价值的参考.     

长江河口北支潮位与潮差的时空变化和机理

考虑长江河口径流、潮汐和风场共同作用,数值模拟和定量分析北支潮位和潮差时空变化和动力机制.北支月平均潮位呈现出从1月到7月逐渐增大,从8月到12月逐渐减小的变化趋势,主要决定于径流量产生的余水位.潮差具有季节变化,一年中出现两次极大值和两次极小值.两次极大值出现在3月(农历二月)和9月(农历八月),两次极小值出现在6月...     

澳门东侧水域夏季余流及通量的时空变化特征

基于澳门东侧水域两座河口原型观测试验站夏季15 d的连续观测资料,分析了潮周期垂向平均欧拉余流、拉格朗日余流和斯托克斯余流时空变化特征的同时,将其概念推广到垂向潮汐动力影响下的分层余流分析中.研究显示,夏季澳门东侧南、北端水域整体涨落潮流态一致,南侧水域潮动力显著大于北侧;半月时段内,北侧水域潮流物质整体输移方向指向西北,南侧指向东南,拉格朗日余流流速分别为2.2 cm/s和5.1 cm/s,略小于欧拉余流.受海面西南季风影响,南、北侧水域表层欧拉余流、拉格朗日余流和斯托克斯余流流向均为东北向.潮周期垂向平均余流在洪水期指向外海侧,非洪水期北侧水域指向近岸,南侧水域指向伶仃洋河口东侧.海面风主导东南侧水域的斯托克斯漂移强度,对东北侧水域影响不明显,洪水期径流动力增强会削弱海面风引起的漂移作用;但南、北侧水域表层潮流物质输运强度和方向都与海面风密切相关.基于余流流态结合净潮通量分析显示,夏季澳门水道出口以下水域存在较为稳定的逆时针余环流,初步分析其原因主要是:珠江河口外海侧强劲的东北向沿岸流引起澳门东侧水域形成自东向西的补偿流所致.夏季,该独特的动力结构会截获上游东四口门下泄的部分水沙进...     

径流式水电厂实时储备出力研究

径流式水电厂由于缺乏调节库容,其上游水位受短期天气变化影响很大,难于形成稳定的机组出力,无法发挥峰谷调节功能,这给电网调度工作带来一定的困难.本文在根据径流式水电机组出力受其上游水位直接影响的特点,提出了一种通过实验获取参数,应用于数学模型并求解未知量,从而计算出在已知实时水位的情况下水电机组的实时储备出力的方法,为电网调度决策提供了一个辅助手段.     

南水北调西线工程对长江上游径流的影响

根据流域河道汇流和水库调度模型,对调整后的南水北调西线工程和水库群影响下的长江上游径流变化作了分析,全面考虑了长江上游流域内80座主要水库.结果表明调水使受影响水系径流明显减少,雅砻江受影响最大;受水库调节影响,不调水的月份径流也明显减少,且距引水点越远径流受影响越小;龙头水库的运行状况对其水系径流的影响显著,调水后汛末不能蓄满时其径流调节能力大减,导致水系非汛期径流减幅大于汛期;调水使水库入流减少,调节幅度加大,延长了水库汛期向汛限水位运行的过程,使汛期径流减少;所有规划水库建设后,长江上游调水170×108m3,对三峡枢纽运行影响不大,宜昌站4月份径流减少最多,约10%,汛期径流有所减少,一般在6%以下.     

黄浦江河口水沙输运机制研究

受潮汐影响的弯道泥沙输运表现出与径流弯道不一样的现象.本文运用通量分解机制法,以黄浦江河口大潮期间实测水文资料为基础,对黄浦江河口受潮汐影响的弯曲河道水沙输运进行机制分析.结果表明,黄浦江河口水沙输运受弯道环流影响可分为纵向输运和横向输运.纵向水体潮周期净输运因径流作用指向口外,泥沙潮周期净输运因潮泵输运大于平流输运指向口内.潮周期横向水体净输运和泥沙净输运均指向凸岸,其中横向水体输运以欧拉输运为主,横向泥沙属于以平流项为主.通过比较水量输运的纵横比和泥沙输运的纵横比可得黄浦江河口大潮期间水量潮周期横向净输运大于纵向,泥沙是纵向大于横向.说明潮泵输运在黄浦江河口大潮期间起主导作用.     

长江河口石洞口电厂扩建工程温排水三维数值模拟

采用改进的河口海岸海洋三维数值模式ECOM,考虑潮汐、径流、风应力和江表面热通量的作用,计算和分析石洞口电厂扩建工程夏季温排水的输运扩散.数值模式计算流速流向和实测资料符合良好,表明模式能较正确地模拟长江河口的水动力过程.模式计算结果表明,温排水分布在沿岸一带,受径流作用,下游受影响范围远较上游大.在本工程排水口附近,大潮和小潮平均温升分别为2.34和2.84℃,表层温升为1.0℃的面积分别为0.09和0.20 km~2,底层温升为1.0℃的面积均为0.09 km~2.大潮期间流速大,平流和侧向扩散作用大,造成大潮期间本工程排水口附近温升大小、温升沿岸扩展的范围和量值明显比小潮期间小.     

长江大通站水沙过程的基本特征Ⅰ.径流过程分析

长江河口是河海相互作用中河流因子占主导地位的典型河口之一,流域水沙过程及其变化对河口环境演变有重要控制作用.运用时间序列分析方法研究大通站的径流过程基本特征,分析表明,1923年以来大通站的径流序列无明显的趋势变化,但在1955年、1988年前后分别呈现较明显的径流减少和增加的跳跃变化,并具有16年、7年的周期变化特征.该文同时对月均流量的分配型态和洪枯季水情丰枯的匹配状况及其原因作了初步探讨.     

长江口横沙浅滩区域湿地生物多样性和生态环境现状调查与评估

受河口圈围工程、长江径流以及东海潮流复合影响,长江口横沙浅滩区域湿地生物多样性和生态环境不断发生变化.本项研究采用遥感分析、现场观测和调查、室内分析、资料收集等多种方法,对区域内地形地貌、底栖生物、鱼类、鸟类、植物以及水环境进行了系统调查和分析.结果表明该区域湿地生物多样性较为丰富,水质与生态环境较好,但近十年来地形和湿地生境变化较大,未来河口工程实施与建设对该区域的影响需要进一步监测和科学评估.     

珠江河口岸线变化对潮动力的影响

为研究珠江河口岸线变化对潮波特征的影响,基于D-Flow FM(Delft 3D-flow flexible mesh)建立珠江河口二维水动力数值模型,模拟的水位、流速流向结果与观测数据吻合良好。利用T_TIDE对模型结果进行调和分析,通过振幅比、相位差和潮能通量探讨岸线变化对潮汐动力特征的影响。结果表明:珠江河口半日分潮M_2的振幅和1/4日分潮M_4的振幅总体均呈增大的趋势,潮能通量呈减小的趋势。珠江河口整体表现为潮汐不对称加剧,涨潮占优增强。岸线变化通过影响径流作用、河口形态、浅水效应和潮能辐聚作用,影响珠江河口的分潮振幅、相位、潮汐不对称和潮能通量等潮汐特征。由岸线变化带来的潮汐振幅增加、潮汐不对称性加剧和涨潮占优趋势加强,可能会导致风暴潮等沿海灾害和严重的淤积问题。     

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.     

风应力和科氏力对长江河口没冒沙淡水带的影响

应用改进的三维数值模式ECOM,考虑径流、潮汐潮流、地形、混合和口外陆架环流等多种动力因子,研究风应力和科氏力对枯季长江河口南槽没冒沙淡水带形成的影响.枯季没冒沙区域存在着淡水带,其形成的动力机制主要是长江径流和振荡的潮流.本文的数值计算结果表明,在分叉的长江河口,枯季北风产生向岸的埃克曼输运,导致北港流进南港和南槽流出的水平风生环流,阻挡了南槽外海盐水的入侵,有利于没冒沙水域淡水带的形成.在北半球科氏力使水流运动向右偏转,上游径流带来的淡水沿南汇边滩下泄,有利于没冒沙水域沿岸淡水带的形成.     

陈行水库在长江河口咸潮入侵期间的取水调度和库内氯度分布

在长江河口咸潮入侵严重期间,为保证供水,陈行水库有时会带盐取水.2009年11月27日至2010年3月12日在陈行水库进行了氯度观测.结合径流量、潮汐、风应力、上游氯度和取水口氯度,分析了长江河口咸潮入侵以及陈行水库3次带盐取水的运行方式和库内氯度的时空变化.数值模拟的结果表明,在东风作用下,水库东岸有上升流的存在.在咸潮到来前期,陈行水库增大取水量,使水库保持在高水位.在咸潮到来的初期,进行带盐取水,保证水库在较高的水位.在咸潮中后期,根据咸潮入侵的强弱向宝钢水库抽调适量淡水,同时当库内供水口氯度接近250 mg/L时必须停止从长江带盐取水.库内氯度资料表明水库带盐取水造成库内氯度升高,氯度的变化与风况有关,在空间存在差异性.陈行水库的调度与库内外的氯度密切相关,同时需要考虑库内的水位、上游氯度变化以及水库表面风场的变化情况.本研究可为河口水库的优化运行提供科学依据,同时为水库的调度管理提供经验.     

北方某滨海核电温排水分布规律计算分析

感潮河段水流受上游径流和外海潮汐的双重影响,电厂温排水模拟具有较大的难度。一般而言,河口地区受潮汐影响较大,径流作用相对较弱。该文采用平面二维水流温升场数学模型对位于河口地区的北方某核电厂温排水进行了计算分析。在验证计算的基础上,对不同季节、不同机组容量下的温排水分布规律进行了预测分析,为核电厂取、排水工程布置及环境影响评价提供了依据。     

老哈河流域水文要素变化研究

对老哈河流域近50a的水文要素进行了年际变化、年代际变化和线性变化趋势的研究,结果表明:(a)年降雨量的年际变化幅度最均匀、离散度最小,而年径流深和年径流系数的年际变化不均匀、离散度大.降雨量是影响径流的主要因素,但并不是唯一因素,在某些年份径流还受到其他因素的强烈干扰.另外,年径流深不仅受年降雨总量的影响,也受降雨的年内时空分布的影响.(b)从20世纪60年代到21世纪初,各要素的年代际变化不一致:年降雨量变化为少-多-少-多-少,年径流深和年径流系数变化为多-少-少-多-少.年降雨量年代际距平变化最小,变化幅度较平缓,而年径流深和年径流系数的年代际变化都比年降雨量的年代际变化大得多.(c)降雨量没有明显的增减变化,而径流却具有显著的减少趋势,其中年径流深通过了95%的置信度检验,年径流系数通过了99%的置信度检验.分析结果表明,径流的变化除了受降雨量的影响之外,还可能受气温变化和人类活动等其他因素的影响.     

钱塘江河口区不同河段表层沉积物粒度特征及其对水动力的响应

钱塘江河口区为典型的喇叭形强潮型河口,受径流、潮流和长江沿岸流及其挟带泥沙的影响,沉积动力环境较复杂.本文通过对钱塘江枯水大潮潮区界(芦茨)以下(近口段、河口段和口外海滨段)表层沉积物的系统采样,分析了其沉积物类型和粒度组成在河口区不同河段和南、北岸的空间分布特征,并探讨了沉积动力环境.结果显示:钱塘江河口区表层沉积物以粉砂、粘土质粉砂为主;从上游至下游,三段沉积物粒度呈细-粗-细的空间变化特征,偏度相应表现为近对称-正偏、极正偏-正偏的特点,频率曲线峰型则具有多峰-高窄峰-矮窄峰的分布规律.其中,河口段受径流和潮流共同作用,在强潮环境下,表层沉积物粒度最粗,分选性最好.河口段和口外海滨段的南、北岸表层沉积物粒度也存在明显差异,反映北岸水动力相对南岸更强.Pejrup三角图分析表明,研究区水动力条件总体较强,其中河口段的水动力最强,不同河段沉积物粒度特征对水动力强度有很好的响应.     

水动力二维计算模型在海潮对河道作用中应用研究

海潮对河口河道水位等影响范围和影响强度关系到河口地区经济社会的可持续发展,这些问题又直接与河口治理规划,河口地区防洪密切相关,海潮对河口河道影响具有重要意义。以二维水动力有限元数学模型为手段,选取黄河河口莱州湾清水沟入海流路为研究对象,在入海河道上足够多的典型位置处的水位和流速为对象,通过对沿程水位和流速的变化分析研究得到3 000 m^3/s流量下海潮对河口的影响范围在距离口门约5～10 km的范围内,计算分析结果与实测资料分析结果基本一致。     

水动力二维计算模型在海潮对河道作用中应用研究

海潮对河口河道水位等影响范围和影响强度关系到河口地区经济社会的可持续发展,这些问题又直接与河口治理规划,河口地区防洪密切相关,海潮对河口河道影响具有重要意义。以二维水动力有限元数学模型为手段,选取黄河河口莱州湾清水沟入海流路为研究对象,在入海河道上足够多的典型位置处的水位和流速为对象,通过对沿程水位和流速的变化分析研究得到3 000 m3/s流量下海潮对河口的影响范围在距离口门约5～10 km的范围内,计算分析结果与实测资料分析结果基本一致。     

黄河上游径流变化的影响因素分析研究

径流的形成、变化规律受诸多因素影响,可归结为自然因素和人为因素两类.文中结合黄河上游兰州站年径流资料,研究了太阳活动、海-气相互作用和下垫面对黄河上游径流变化的影响. 采用灰关联和交叉谱分析了太阳黑子相对数与径流变化的关系,发现它们存在同位正相关关系;通过统计规律分析了El Nio和La Nia现象发生和径流丰枯变化的关系;并用双累积曲线法对水土保持措施影响径流变化作了定性分析.这些结论为径流变化的物理成因分析提供了科学依据.