基于数学模型的长江潮流界变化特性

长江下游河段受径流、潮流综合作用,水动力因素复杂。基于数值模型,结合径、潮流动力比的概念对长江潮流界的主要特性作了分析,研究了在不同径流、潮流条件下潮流界的变动特点;并根据江阴河段的模型计算结果分析了地形对径潮流动力分配的影响。结果表明,径流对长江潮流界变化的影响范围比潮汐更大;且由于地形的差异,径潮动力比在同一断面中的浅滩部分小于深槽部分,即浅滩部分潮流动力相对更强。     

廉州湾南流江水下三角洲大浅滩及潮流深槽形成原因分析

根据前人的研究资料和作者1996年在承担"南流江三角洲现代演变对北海深港洄淤影响"项目进行研究时的钻孔资料以及水文观测资料,分析廉州湾南流江水下三角洲大浅滩和潮流深槽的物质组成、泥沙来源、地貌组合、沉积物特征,以及三角洲大浅滩和潮流深槽的形成原因.三角洲大浅滩主要是南流江径流输沙和长期堆积外推形成的,潮流深槽的形成则与水动力条件和地形、地貌条件密切相关联.南流江水下三角洲经历相当长的时间演变后,三角洲大浅滩及潮流深槽这两种主要地貌类型的形状变化已经很稳定.     

长江澄通河段二维水动力数值模拟研究

长江澄通河段是《长江中下游干流河道治理规划报告》确定的14个重点治理河段之一,研究该河段水动力情况对该河段河流治理、规划提供技术支持,促进地区经济的可持续发展具有重要意义．基于水动力软件Delft3D,建立了长江澄通河段水动力模型,针对该河段的水流流场进行了数值模拟,并利用2010年澄通河段实测资料进行验证．利用模型流场模拟结果,发现该河段的涨潮流主槽和落潮流主槽．通过涨潮流主槽和落潮流主槽,预测该河段沙岛和暗沙区域位置及区域．结果表明,数值模拟计算结果与卖测结果基本吻合．能够辅好帅．反映该河船真宴谛扬惜况．     

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.     

西北江径流量变化对感潮河口咸潮上溯的影响

近年来,珠江三角洲地区咸潮灾害频发,区域供水安全受到威胁,快速、准确地预测咸潮上溯距离对潮汐影响河段取水口优化布置具有重要意义。基于盐度对流扩散方程,推求河口咸潮上溯距离与径流的理论关系并通过构建珠江口水动力-盐度模型,分析咸潮上溯对径流变化的响应特征,提出磨刀门咸潮上溯距离与径流响应模型,继而比较不同咸潮上溯半经验模型在相同水文条件下的应用差异性,评估不同预测模型在磨刀门的适用性。结果表明：在不同的流量动力组合下,珠江口咸界均呈现S形分布特征。咸潮上溯距离L与上游径流量Q在理论上呈现幂指函数关系,利用半经验模型预测磨刀门的咸潮上溯距离是可行的。Savenije模型和L-Q响应模型较好地考虑了实际地形和动力特征的影响,并且模型的计算精度和效率高,可实现磨刀门咸潮上溯距离的快速预测。     

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.     

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.     

大通至长江口整体水动力模型

为更好研究长江大通以下河段的水动力特性,建立了大通至长江口感潮河段的二维水动力数学模型,模拟了径流和潮汐共同作用下的河道水位与流量、河汊分流比及长江口水域的流态.在整体水动力模型的基础上,采用嵌套技术建立了镇扬河段工程区局部数学模型,整体模型为局部模型提供边界条件,局部模型采用精细网格进行工程计算.以高资港区码头工程为例,对工程建设前、后不同水文条件下水位、流场变化进行了数值模拟.计算结果表明,工程建设对河段的水利规划、堤防和行洪安全、河势不会带来明显不利的影响.     

扬子浅滩MIS6阶段以来沉积地层及环境演变

通过对扬子浅滩钻孔岩性、沉积结构和构造以及微体古生物组合的综合分析,划分出5个沉积单元,同时结合沉积物定年数据和邻区若干钻孔的地层对比研究,将MIS6阶段以来扬子浅滩的环境演化划分为5个阶段,先后发育河流(MIS6),浅海,近岸浅海,浅海(MIS5),河口湾(MIS3)和浅海(潮流沙席)(MIS1).研究认为MIS6阶段低海面泥沙堆积的河流高地是扬子浅滩形成的古地形基础;MIS3阶段形成的河口湾沉积为扬子浅滩提供了大量的物源,加速了扬子浅滩在地形上的崛起,10ka~6ka逐渐建立的辐聚辐散潮流场,以及强潮流的改造为扬子浅滩的形成提供了动力条件.潮流作用形成的砂质沉积概率累积曲线是以滚动总体为主的三段式,频率曲线呈双峰式,与潮流期的粗颗粒搬运堆积和歇流期的细颗粒悬浮物落淤有关.     

闽江竹岐至侯官河段河床演变规律与整治初探

近年来,竹岐至侯官河段冲淤变化快,局部河段流态恶化,时有船舶搁浅,甚至出现翻船事故,航道整治迫在眉睫,本文根据大量实测的水文、泥沙和地形资料,分析该河段近年来的演变规律和影响因素,发现受水电站泄水、采沙和特殊水文年水文动力因素等综合影响,该河段总体演变趋势是冲刷,但浅滩淤积,且整治建筑物对河床冲淤有较大影响,在此基础上,从水流动力基本理论出发,用二维数值模拟方法,进一步研究整治建筑物对流场的影响,揭示了局部河段流态恶化的原因,提出修建N18坝束水归槽,修建S15坝调整局部河段流场改善流态的整治方案,模拟计算表明,这一措施效果良好,研究成果可供工程实践参考。     

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。     

洪季长江口径流量与近海海平面的响应关系

为了分析长江口洪季径流量对其近海海平面上升的影响权重,基于1950~2011年大通站实测洪季月均径流量资料,统计分析出大通站洪季发生频率为25%,50%和75%时对应的径流量以及多年平均径流量,并利用长江口杭州湾潮流数学模型,计算分析长江洪季径流量对长江口口内平均潮位和近海海平面的影响.研究结果表明:随着径流量的增加,整个计算区域的平均潮位也随之增大,且从上游到口外平均潮位增幅沿程减小,近海南部平均潮位增长幅度比近海北部大.口内及近海平均潮位与径流量呈正相关关系,在径流量增加20 000m3·s-1的情况下,杭州湾大部分区域平均潮位增加0.005~0.010m.     

长江输沙与河口的冲淤变化关系

以长江宜昌站、汉口站和大通站的径流量、输沙量等水沙特征值以及在崇明东滩上的实测数据为资料来源,探讨了多年来长江口的来水来沙态势,并运用泥沙通量估算方法,推算出近年崇明东滩的年淤涨速度,通过对比发现：近年来长江的径流量未见减少,输沙量却有减少的趋势;潮滩向海淤涨明显减慢．作者对两者之间存在的关系及其原因作了初步探讨,认为潮滩淤涨减慢在很大程度上是由于长江的输沙量减少所致;淤涨减慢的幅度超过了来沙量减少的程度,其重要原因是上游来沙减少的主要是易于沉积的中粗颗粒部分．     

潮汐河流溶解氧数学模型的探讨

本文根据河流一维水质对流扩散方程和潮汐河流的特征,建立了潮汐河流潮变溶解氧数学模型.该模型考虑了有机污染物质的碳化和硝化耗氧过程,通过模拟实测的溶解氧,确定了由流速和水深表达的复氧系数公式中的有关参数.计算值与实测值的比较结果表明,本模型能较好地模拟黄浦江潮汐过程中溶解氧的时空变化过程,对进一步探讨潮汐河流的水质变化规律有一定的参考价值.     

长江下游镇江至吴淞段潮位相关途径预报方法

选择镇江、江阴、浒浦、七浦、吴淞口等潮位站为研究对象,通过分析沿江各潮位站日平均水位的影响因素,利用多元线性回归建立了沿江各站日平均水位与上游大通站日平均流量过程的相关关系;在此基础上,考虑到沿江各站日平均水位除了与上游大通站流量有关外,还与吴淞口天文潮的大小有关,增加了能够反映潮差大小的相关因子,有效提高了相关方程的...     

长江口整治工程对河口潮流的影响

采用沿水深积分的平面二维非定常流数学模型对长江口整治工程进行流场数值模拟,讨论了整治工程实施后不同的典型水文条件（平水年、洪水年、大潮汛）下沿江水位、流速、各叉道流量的变化。结果表明,工程后南支上段的徐六泾深槽落潮流速加大,长江流流稳定北偏进入白茆沙北水道;南支下段沿南岸一线的落潮速均有增加;长导堤固定了浏河沙,从根本上防止新浏河沙体的整体南压;南北港的分流比变化不大;北槽在工程后除局部区域外,全     

夏季波浪对钦州湾水交换能力的影响研究

基于无结构三角网格的FVCOM海洋模式,以K1、O1、P1、Q1、M2、S2、N2和K2这8个分潮调和常数为驱动,考虑钦江和茅岭江两条径流,建立了钦州湾海域的高分辨率三维水动力数值模型。通过与实测数据的对比,该模型可以较好地模拟钦州湾海域的水动力特征。在此基础上叠加浪流耦合模块和DYE-RELEASE模块,模拟了夏季波浪对钦州湾海域流场结构以及水交换能力的影响。结果表明:波浪对钦州湾海域流场的影响,涨急和落急潮流场的变化不显著,而涨憩尤其是落憩时,钦州湾的流速明显增大。钦州湾在潮汐径流作用下的半交换时间为14.3 d,在潮汐径流波浪作用下的半交换时间为4 d。内湾茅尾海的水体交换主要受制于潮汐和径流,而外湾钦州湾的水体交换受制于潮汐和波浪。     

闽江河口三维潮流和余流特征及污染物运动轨迹的数值模拟

基于河口、陆架和海洋沉积物(ECOMSED)模型,将干湿网格判别技术引入潮汐潮流的漫滩过程,建立闽江河口的三维斜压潮流数值模型;开展闽江口潮流、余流的三维动力学特征研究,并基于Lagrangian粒子示踪法进行污染物迁移轨迹的模拟.结果表明:潮流受闽江径流作用影响明显,落潮流速大于涨潮流速;与涨急时相比,落急时的流速呈现明显的分层现象,且随水深的增大而逐渐减小,流速减小的幅度较大;北支水道余流强度大于南支水道;垂向上,表层余流流速大于底层余流流速,表、中层余流以落潮余流为主,而底层余流则以涨潮余流为主.粒子追踪的模拟结果表明:涨憩时刻是较理想的排污时间,梅花水道与川石水道以南沿岸是较理想的排污口位置,表层排放的污染物更容易且更快向闽江河口外迁移.     

基于样本熵理论的长江干流径流序列复杂性分析

基于样本熵理论,选取宜昌站、汉口站和大通站为长江干流主要水文控制站,对3站的径流序列进行分析,研究长江干流径流序列复杂性的空间分布及动态变化特征。结果表明:长江干流径流序列复杂性具有明显的空间差异性,从上游到下游总体上呈现增加趋势。各站的样本熵值与年径流量均呈现负相关关系。宜昌站和大通站径流序列复杂性处于不断增加趋势,汉口站21世纪以来呈现增加趋势。     

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。