长江河口潮流特性及其对河槽演变的影响

本文根据大量实测资料对长江口潮流的性质、运动形式、历时、流速、流连,流场分布以及潮流和潮位的关系作了较全面的阐述,并探讨了潮流特性与河槽演变的相互作用,为研究长江口演变规律和整治措施提供了一个方面的动力依据。     

长江口口外海滨盐度扩散的分层数学模型

本文根据长江口口外盐度分层现象明显的特征,建立了一个分层数学模型计算长江口口外海滨的潮流和盐度扩散变化情况,侧重研究了盐度分布在垂向上的变化,并获得了良好的结果.这个分层模型可以作为长江口环流数值模型的一个初步探讨.     

长江口口外海滨盐度扩散的分层数学模型

本文根据长江口口外盐度分层现象明显的特征,建立了一个分层数学模型计算长江口口外海滨的潮流和盐度扩散变化情况,侧重研究了盐度分布在垂向上的变化,并获得了良好的结果。这个分层模型可以作为长江口环流数值模型的一个初步探讨。     

长江口徐六泾水域余流及潮流垂直结构变化规律研究

基于长江口徐六泾断面3个测站2011年春、夏、秋3个季节对应的不同径流量下的ADCP流速剖面数据,采用调和分析方法对徐六泾感潮河段的余流和潮流进行分离。研究表明,余流流速变化规律与长江口径流流量季节性变化一致,各测站流向沿水深变化平稳,基本与河岸线平行;潮流椭圆极化严重,几乎接近于直线,且基本与河岸线平行;潮流振幅和倾角的垂直变化和季节变化规律与余流的流速和流向的变化规律一致,即潮流的强度与径流强度呈正相关,且潮流椭圆的倾角变化幅度与平均流速变化幅度基本一致。     

三维海洋紊流模型对杭州湾附近潮流场数值模拟

采用一种半隐式三维海洋紊模型对杭州湾及长江口附近潮流进行了数值模拟,该模型在垂上向采用σ坐标,可以较精细地处理表面和底层,较好地模拟地形的垂向变化和密度分层对潮流场的影响,潮汐流的潮位和潮流速的二维、三维模拟结果与实测结果符合良好。     

长江口及邻近海域夏季温盐分布特征数值分析

基于EFDC模式建立长江口及邻近海域三维温盐模型,计算中加入径流、风、潮流和太阳辐射,与2005年7月观测资料进行对比验证表明：该文建立的长江口及邻近海域温盐模型可以较好地模拟该海域夏季温盐分布特征变化.由计算结果分析得到,长江口外夏季等温线呈南北走向,近岸高、口外低,长江口夏季水温分布沿着淡水舌方向由口门外逐渐减小;夏季长江冲淡水特征显著,表层低盐水可越过123° E,在长江口外形成向东淡水舌;长江口外冲淡水作用强烈区域的温盐跃层强度最大,其温跃层强度可达0.3 ℃/m,盐跃层强度可达2/m;长江口外温盐跃层位置重合或接近.     

长江口及其邻近海域洪季悬沙分布特征分析

基于近几年大量的实测资料,对长江口及其邻近海域洪季期间悬沙浓度的时空分布特征进行了分析.结果表明,悬沙浓度空间上以杭州湾测点最高,其次是长江口内、长江口外,舟山海域最低;悬沙平面分布总体态势为近岸高而外海低;长江口纵向上自口内经口门向口外悬沙浓度大致呈“低-高-低”分布,沿杭州湾测点则由西向东逐渐降低;横向比较长江口外海滨四个测点发现其悬沙浓度自北向南顺次升高;悬沙浓度一般由表及底逐渐增大,但在不同水域其主要呈现的垂线结构类型则有所不同.时间上由于潮流的大小潮和潮周期变化,悬沙浓度还存在大小潮和涨落潮周期变化.另外,对长江口及其邻近海域悬沙浓度时空分布特征的原因进行了初步分析.     

上海南汇嘴控制工程波浪潮流数学模型

上海南汇嘴控制工程位于长江口和杭州湾交汇的南汇边滩,是上海市滩涂资源开发利用的重点工程.该海域受径流、强潮和波浪的相互影响,对控制工程的成败起着重要的作用.应用波浪作用下二维潮流数学模型和第3代近岸海浪模式SWAN,建立了二维波浪潮流数学模型.根据2006年8月大潮实测水文资料和大戢山站1979～1998年和杨梅嘴站1997年8月～2001年7月实测波浪资料,对模型进行了全面的验证.结果表明,数值模拟海域潮位和定点垂线流速、流向、波高的计算值与实测值吻合良好.重点研究了圈围工程对附近的长江口南槽、杭州湾北岸、东海大桥、天然液化气管线南汇登陆点及洋山深水港区的水流及波浪的影响和变化.     

潮流数值模拟中垂向紊动黏性系数的选取

在已有污染物垂向扩散过程研究的基础上,提出了确定潮流数值模拟中垂向紊动黏性系数的垂线平均值的经验方法,并将此方法应用到长江口长兴岛段的潮流三维数值模拟中.计算结果表明,该方法对不同水深、雷诺数适应能力强,计算结果合理,满足工程应用精度的要求.     

长江口杭州湾及邻近海区潮汐潮流场三维数值模拟

把长江河口、杭州湾及领近海区作为整体,应用三维高分辨率非正交曲线网格河口海洋模式,模拟了4个主要分潮M2,S2,K1,O1。在长江口外半日分潮M2、S2从东南方向传入长江口和杭州湾,全日分潮K、,O1从北向南传播。这4个分潮的振幅在长江口南支向上游逐渐减小,但因杭州湾和长江口北支呈喇叭状,而向上游逐渐增加。计算潮差变化过程和实测值基本一致,4个分潮潮位振幅和位相的计算值与验潮站观测值相比,误差大部分在10％以内。结合1996年2－3月长江河口现场观测,考虑了径流的作用,三维数值木匠敢计算域内流场。结果表明,即使在斜压效应不太明显的口门内,流速在垂直方向存在着明显的差异,上层流速明显大于下层流速;潮流具有不对称性,由于径流的作用,落潮时间明显大于涨潮时间,落潮流大于涨潮流,但在象北支涨潮槽中,涨潮流反而比落潮流大。模拟出的以上结论与观测结论为一致。     

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.     

海岸河口水域流速分离方法初探

从海岸河口地区的水动力特征出发,应用潮流、风生流流速垂直分布的理论模式和最小二乘法原理,提出了一种从实测流速分离出潮流和风生流的方法,并首先对黄河口的潮流和实验室的风生流进行检验性分离计算,然后应用于长江口北支河段及口外实测流速的分离,实测流速分离后,不仅可获得表层的潮流速和风流速,而且还可从中得到底床粗糙高度并估算作用于海表面的风速数据。初步研究表明,此流速分离方法原理简单、过程合理、结果可信,是一种适用于现场资料分析计算的有效方法,既可广泛应用于海岸河口实测流速的分离,又可为海岸河口水动力数值模拟提供合理的海底和海面边界条件。     

长江口北槽丁坝坝田区潮流及污染物迁移扩散特征

为研究长江口深水航道北槽坝田水流结构,基于非结构网格FVM法,建立了长江口大范围二维潮流水质耦合数学模型,在数学模型验证良好的基础上,对北槽涨落潮水流结构及坝田污染物扩散进行了研究。结果表明,北槽中上段北坝田高潮位明显高于主槽,北槽下段,高潮位与主槽相近;南坝田高潮位大都高于主槽,南北坝田低潮位与主槽相近;坝田污染物落潮时释放扩散速度较快,南侧坝田污染物扩散速度比北坝田快,大潮坝田污染物扩散速度比小潮快,坝田外部污染物扩散速度比坝田内部快;坝田释放污染源后,污染物随涨落潮流在坝田与主槽内运动,短时间内污染物进入航道的量较少。     

甬江和口外金塘水道水沙特性及悬沙输移分析

根据甬江和口外金塘水道2010年7月实测水文泥沙资料,对水动力、泥沙特性和悬沙输移进行了分析。结果表明,在甬江口及其附近水域潮差较小,潮流强,呈往复流;甬江河道自上游向下游含沙量逐渐增大,金塘水道北部水域含沙量大于南部水域,泥沙主要来自北部的长江口及杭州湾。     

长江口河水氯离子浓度指标值的建模与预报

长江口宽度大叉道多，影响潮流运动的因素错综复杂，且各种变化量的实测资料有限，面对如此一个复杂的非线性随时间变化且实测资料有限的系统，利用传统的方法分析研究系统的建模、预报有一定的强求和困难。作者尝试利用在八十年代后期得到飞速发展的人工神经网络现代技术分析研究长江口河水氯离子浓度指标值的动态变化规律。所采用的模型集是多层映射的BP神经网络，利用长江口水文观察站的水文观察资料，采用误差反向传播学习方法来调整BP网络参数连接权值和节点阀值。经过训练学习后的BP神经网络输出与量测输出是非常接近的。并考虑三峡水库建成后有不同的调水方案，用得到的BP神经网络模型分别来与博爱长江口河水日平均氯离子浓度值的变化情况，所得结果供上海有关部门自来水公司做决策参考。     

无结构网格二维潮流模型的开发及应用

基于无结构网格的半隐海洋环流模型——“类UnTrim (unstructured grid version of trim)模型”开发了一个二维潮流数学模型.模型在平面上采用无结构三角网格,并采用二维浅水方程作为控制方程.利用水槽试验对模型的潮流模拟和干湿判别进行了验证,验证结果显示模型是稳定可靠的.将模型用于长江口的水动力过程模拟,并利用实测水文资料对模型进行了率定和验证计算.结果表明,模拟结果与实际情况一致.     

有限分析法在潮流计算中的应用及问题探讨

应用有限分析法对二维潮流问题进行了研究,并用此法对长江口流场做了数值模拟计算,计算实例表明,有限分析法具有自动迎风性质,而且求解时,较易于获得稳定的收敛解,精度较高,结果表明,有限分析法可以用于计算流场,潮位的计算值与实际值吻合.     

河流海岸水动力学综合模型

为研究在波浪、潮流及河川径流等多种动力因素共同作用下河口海岸地区的水动力环境,建立了一个河口海岸地区的综合水动力学模型。该综合模型应用了基于改进型Boussinesq方程的近岸模型、基于Saint-Venant方程的河道模型,并考虑了波浪破碎及底部摩擦的影响,将近岸水动力模型和河道水动力学模型进行耦合求解。将该模型用于研究长江口及口内感潮河道径流与潮流的相互作用,涨潮及落潮过程中水流运动。计算所得到的各测站水位、流速及流向与观测资料吻合良好。     

河流海岸水动力学综合模型

为研究在波浪、潮流及河川径流等多种动力因素共同作用下河口海岸地区的水动力环境,建立了一个河口海岸地区的综合水动力学模型。该综合模型应用了基于改进型Boussinesq方程的近岸模型、基于Saint-Venant方程的河道模型,并考虑了波浪破碎及底部摩擦的影响,将近岸水动力模型和河道水动力学模型进行耦合求解。将该模型用于研究长江口及口内感潮河道径流与潮流的相互作用,涨潮及落潮过程中水流运动。计算所得到的各测站水位、流速及流向与观测资料吻合良好。     

长江口北支枯季水沙输移分析

基于2002年3月长江口水文测验资料,分析该年枯季长江口北支的悬沙运动和水沙输移特点。结果表明:北支含沙量大潮最大,中潮次之,小潮最小。流速变化先于含沙量变化,在半个半月潮周期内,含沙量峰值中潮时出现双峰;而大潮和小潮时均为单峰;全潮北支水沙为净向陆输移。青龙港大、小潮期间出现水沙全倒灌,黄瓜沙南水道是水沙倒灌的主要通道;而北水道以水沙过往为主,且净向海输移,南小北大的潮流流速造成了南岸淤积,北岸冲刷的态势。