海河口平面二维潮流水沙数学模型研究

针对海河口水沙输移及边界特点,建立了海河口平面二维潮流水沙数学模型。采用1995年10月5～6日小潮及11～12日大潮的实测资料对模型进行系统验证,结果表明,模型计算的潮流流速和含沙过程与实测资料较接近,涨潮、落潮流场与流场变化过程也较符合实际。该模型可为海河防洪排涝与河口治理开发研究提供技术手段。     

泥质河口清淤方案探讨

通过研究海河口淤积的现状、入海径流、潮汐特性和泥沙规律等,分析了河口泥沙淤积的机理。为满足过流能力800m^3／s的泄流目标,利用海河口综合开发治理规划二维泥沙数学模型对窄深式清淤方式的不同挖深、不同清淤长度进行探讨,采用数学模型的非恒定流计算,进行不同清淤方案的日均泄流能力比较,并计算了回淤量,提出了海河闸下清淤设计的推荐方案。     

海河口泄流能力和挖泥清淤方案试验研究

分析了海河河道特性、来水变化及发展趋势，海河口泥沙淤积状况，纵横断面以及拦门沙发展变化，总结了海河口挖泥疏浚的经验教训．利用物理模型试验方法，研究了海河口现状条件泄流过程以及最大泄流能力，根据海河口近几年的实际清淤能力，研究了海河口不同清淤方案和清淤方式的清淤效果、海河闸泄流能力和闸上水位，并进行了不同清淤方案和方式的对比分析，为海河口清淤疏浚提供了一定的科学依据，同时也为其它大江大河挖泥疏浚提供了参考．     

海河口整治工程方案的探讨

针对目前海河口淤积严重、泄流能力大幅度下降、不能满足泄洪排涝要求的实际情况，结合海河口综合整治规划工作，对海河口整治工程方案进行了研究与探讨。     

水沙河口衔接数学模型的研究及其应用

在河口水流、泥沙数值计算时提出一、二维衔接的数学模型.根据一、二维水流连续方程、运动方程、悬沙扩散方程、两相流底沙运动方程、床面演变方程,对一维河道采用河网三级联解法、迎风差分格式,对二维海区采用有限元加权集中质量法、三角差分格式,建立水沙河口衔接数学模型.将此模型应用于天津泰达永定新河河口工程的研究上,经实测水沙资料验证,计算值与实测值基本吻合.为河口改造时引起的河道与海区的水流及泥沙稳定性问题提供了可行的研究方法.     

伶仃洋与东四口门一,二维连接水流数学模型的验证及方案计算

为了配合伶仃洋及东四口门整治开发,拟定合理的规划治导线,本文在对建立的三角洲网河区和伶仃洋海区的一、二维水流连接验证计算的基础上,进行了整治方案计算。一、二维水流联解的整体模型中,一维部分采用四点加权隐格式模型,二维部分应用以破开算子法为基础的隐格式模型,在一、二维水流连接处应用特征理论,建立一、二维水流连接断面上的水流运动特征方程,用显式差分离散后求未知瞬时的函数值,作为整体模型的内边界条件。本文所建立的数字模型能比较全面地反映伶仃洋及三角洲网河区潮汐水流运动的规律,方案计算的结果可以作为衡量方案优劣的重要数据。     

海河口水沙特征及运动规律分析

海河口为泥质河口,其泥沙淤积严重影响了海河中下游地区的防洪安全。研究河口的泥沙运动规律,是解决海河口淤积问题的关键。通过分析研究海河口潮汐运动形式、泥沙淤积形式等水沙基本特征及运动特点,给出了海河口的水沙运动规律,为泥质河口的淤积治理提供了科学依据。     

基于自然邻点插值计算的溃堤洪水二维模型

为了模拟溃堤洪水的演进过程,建立计算区域的二维水动力模型,采用基于非结构网格的Roe格式离散求解。针对保护区内存在线状地物等实际特点,将道路、灌渠渠堤等建筑物线性处理,概化为宽顶堰的形式计算,赋予实际高程,将其作为特殊边界与非结构网格耦联;采用自然邻点插值计算方法,将保护区与排水沟分区插值,还原区域内排水沟地形,通过以上方法,获得了具有真实地形的模型。将模型应用于青铜峡河西灌区四排口险工溃堤洪水模拟,有效模拟了道路、渠堤等特殊边界阻水和桥涵过水效果,以及排水沟内排水和入河口洪水倒灌过程,较为真实地反映了洪水在计算区域内的演进过程和淹没范围,具有较好的应用价值。     

海河流域河口防淤减淤对策研究

海河流域在总长５６５ｋｍ海岸线上分布着大小入海口６２个，淤泥质可口在海河流域分布很广，造成河口泥沙严重淤积，从而降低各河道的泄流能力。通过对河口各项数据的综合分析，论述了河口淤积及其引起的防洪问题，河口治导线的规定，不同的河口治理分别采取导堤工程、建闸结合清淤，清淤整治工程３个治理方案，为河口进一步治理和减轻洪涝起到积极作用。     

海河、永定新河、独流减河三河口 生态需水量研究

保证河口一定规模的生态用水需求,是恢复河口生态系统健康的重要因素。依据沈焕庭的河口定义,参考有关文献水文模型界定了海河、永定新河及独流减河河口区域。据此计算了永定新河、海河、独流减河河口的适宜生态需水量。与多年入海径流量及文献数据对比,永定新河、独流减河口的生态需水量计算结果较为合理;但海河口的计算结果明显偏低,其主要原因是海河口开发利用强度大,填海造陆,原有河口海域被大量侵占,水域面积大量减少等等。     

加快海河流域河口综合治理规划 服务区域经济社会可持续发展

海河流域河口众多,影响较大的河口有12个,目前,河口地区普遍存在河口淤积影响防洪安全、经济发展和防洪规划矛盾、多部门交叉管理和缺乏综合治理规划等问题。为满足河口防洪功能和经济社会发展布局的要求,迫切需要加快河口综合治理规划的编制,保障海河流域防洪安全,促进流域经济社会可持续发展。     

河道汛期行洪冲污研究

海河水质呈恶化趋势，尤其是汛期排入的雨污水是海河有机污染的主要来源，利用汛期洪水冲污是改善河道水质的手段之一。依据连续性方程、动量方程、自由表面方程、状态方程和水质输运方程，采用有限差分法，建立海河河道水质模型，模拟海河汛期行洪后，污染物的输移扩散及降解转化过程，研究泄流量与冲污的关系。通过计算海河河道汛期行洪时氨氮、高锰酸盐指数浓度随时间变化情况表明，在不同泄流量下，污染物输移扩散及降解转化速率不同，流量大时，能更快的把污染物送入海河口。     

Drought variability and its connection with large-scale atmospheric circulations in Haihe River Basin

Drought is one of the most widespread and devastating extreme climate events when water availability is significantly below normal levels for a long period. In recent years, the Haihe River Basin has been threatened by intensified droughts. Therefore, characterization of droughts in the basin is of great importance for sustainable water resources management. In this study, two multi-scalar drought indices, the standardized precipitation evapotranspiration index(SPEI) with potential evapotranspiration calculated by the Penmane Monteith equation and the standardized precipitation index(SPI), were used to evaluate the spatiotemporal variations of drought characteristics from 1961 to 2017 in the Haihe River Basin. In addition, the large-scale atmospheric circulation patterns were used to further explore the potential links between drought trends and climatic anomalies. An increasing tendency in drought duration was detected over the Haihe River Basin with frequent drought events occurring in the period from 1997 to 2003. The results derived from both SPEI and SPI demonstrated that summer droughts were significantly intensified. The analysis of large-scale atmospheric circulation patterns indicated that the intensified summer droughts could be attributed to the positive geopotential height anomalies in Asian mid-high latitudes and the insufficient water vapor fluxes transported from the south.     

海河流域区域干旱特征的分析与研究

海河流域素有“十年九旱”的说法,是我国水资源短缺问题非常严重的地区.根据海河流域1951～2001年的逐月降雨资料和历史的灾情文献记载,采用游程理论识别拟定了适合海河流域干旱状况的干旱指标,并用该指标分析了海河流域典型干旱年份的旱情区域分布特征,给出了各等级干旱的区间分布.结果表明干旱现象具有明显的地区差异,不同地区在干旱规划管理中应采取相应不同的措施.     

海河流域径流演变规律及其对气候变化的响应

根据海河流域长系列水文气象资料,对流域内年径流量的演变趋势、突变特征和周期性规律进行分析,同时选取降水量和气温这两项重要的气候要素,建立海河流域年径流与降水、春夏气温的统计回归模型,计算未来A1B、A2和B1三种气候条件下的径流量,从而分析径流量对气候变化的响应。     

我国水资源利用效率和节水潜力

为分析我国水资源利用效率和节水潜力,以海河流域为参照地区,基于1999年、2002年和2007年全国和海河流域水利投入占用产出表,通过比较全国和海河流域分部门的用水效率,建立了分部门节水潜力的计算模型,并应用该模型计算了全国相对海河流域生产部门中分三次产业和分51部门及消费部门中居民部门的节水潜力。计算结果表明:全国相对海河流域的总节水潜力在1999—2007年期间不断扩大;全国第一产业和第二产业中的工业部门相对海河流域的节水潜力较大,第二产业中的建筑业和第三产业相对海河流域的节水潜力较小;全国居民部门相对海河流域的节水潜力主要体现在农村居民部门,城镇居民部门相对海河流域的节水潜力为负。从细分的51部门来看,除农业部门以外,全国相对海河流域节水潜力较大的部门主要有电力及蒸汽热水生产和供应业(不含水电)、化学工业、金属冶炼及压延加工业、造纸印刷及文教用品制造业、食品制造及烟草加工业等。     

地形演变对黄河口切变锋位置及盐度分布的影响

基于FVCOM三维海洋数值模式建立了黄河口水动力模型,通过实测资料对数值模型进行了验证。验证结果表明建立的模型能很好的反映研究区域的水动力特性。利用该模型的数值模拟较好地再现了黄河口切变锋现象,并对两种不同类型的切变锋的形成、传播和持续时间的规律进行了分析研究。利用历年来黄河口地形演变的大致规律对黄河口附近的水下地形进行了演变,发现地形对切变锋形成位置有一定的影响,例如随着地形向外海淤进,切变锋的位置也随之向外海移动。还研究了地形的变化对黄河口海域盐度分布的影响,发现随着地形的演变,低盐度海水分布的范围会随之变大。     

漳卫新河河口最小生态需水量研究

由于水资源过度开发利用,海河流域诸多河口入海径流量大幅减小,导致河口生态严重退化.选择盐度为河口栖息地关键环境因子,利用河口潮流和盐度数学模型模拟栖息地盐度与入海径流量的关系,以20世纪70年代塘沽海洋站年平均最大盐度值为控制标准,计算得到该标准下的河口最小生态需水量.结果表明,漳卫新河河口年最小生态需水量为3.19亿m3.20世纪80年代以来,漳卫新河河口多年平均入海径流量为1.55亿m3,约84%年份无法保证河口最小生态需水量.计算结果可为流域生态调度和河口生态系统修复提供参考.     

南水北调工程对长江河口生态环境的影响

对南水北调工程受水区和水源区的特点和现状作了综合评述 ,指出缺水区黄淮海流域的缺水特点。虽然调水水源区长江径流丰沛 ,但长江三角洲地区由于人口密集、工农业发达 ,缺水现象时有发生。通过长江口生态环境现状分析 ,对如何尽可能地减少南水北调工程对长江口生态环境的负面影响 ,提出了一些意见和建议。