河口湾动力响应特征

一个等水深，湾宽线性变化的半封闭河口湾动力响应模式揭示了在外海潮动力及低频沿岸波动和风场作用下，河口湾响应场的一特征。结果表明，底摩擦系数，水深，弯宽变化等数与河口湾响应场之间的关系实质上反映了特定条件下河口湾动力波动场的能量集聚，转化和耗散机制。比较发现，河口湾潮响应场之间存在明显特征差异。当周期Ｔ＞２ｄ时，底摩擦效应不再重要。由此而提出的一个更为简化的河口湾低频响应模式使得低频响应特征更为直观     

钦洲湾二维水流泥沙数学模型及应用

钦州电厂所处钦州湾海域位于北部湾顶部,广西海岸中段.电厂采用直流供水系统,以钦州湾海水作为冷却水源.对电厂附近海域的地形地貌、风况、波浪、泥沙含量分布情况作了详细分析,针对钦州湾大范围海域及电厂附近局部海域进行二维水流泥沙数学模型计算.模拟研究在潮流、波浪、金鼓江来流的作用下,电厂取排水口附近海域含沙量的变化以及海床的稳定与冲淤变化等情况,以及工程海域规划岸线的变化对电厂取排水口附近海域海床地形、取水进沙等的影响.为钦州电厂取排水口位置选择及安全运行提供必要依据.     

九龙江河口湾港区水沙运动数值模拟研究

基于实测资料对九龙江河口湾的水动力及泥沙特征进行了分析,建立了水动力泥沙三维数学模型,对河口湾内水流、盐度、泥沙运动及河口湾港区淤积进行了模拟研究。重点分析了湾内水流、盐度等对海沧港区航道淤积的影响,并提出了港区治理的有关措施及建议。研究结果表明,九龙江河口湾泥沙运动主要受径流和潮流动力影响,湾顶高含沙分布与河口湾复杂地形、河口输沙、盐淡水掺混等有关,北港和中港形成的水流归槽效应是海沧西段港区淤积的主要动力因素,河口泄洪输沙是淤积的主要沙源。     

珠江河口澳门水域遥感监测分析

澳门水域位于珠江河口磨刀门支汊洪湾水道的出口，近几十年来受自然及人因素影响，地形边界发生剧烈变化。运用遥感新技术，动态监测研究河口径、潮流动力变化特征，河口泥沙输运特性，岸线及岸滩演变，据此对澳门水域进行动力分区，并财形边界发展演变趋势。     

湛江湾海砂开采对周边海域水动力特征的影响

基于MIKE21 FM水动力模型建立了湛江湾海域近海潮汐潮流数值模型,对湛江湾海砂开采前后的潮汐潮流进行了模拟计算。从高低潮位、潮流场和断面潮通量3个方面探讨了湛江湾海砂开采对周边水动力特征的影响。结果表明:海砂开采对水动力特征的影响局限于采砂区附近水域。采砂工程实施后,海域高低潮位略有变化,变幅不超过1 cm;由于采砂后地形变化较大,采砂工程对采砂区附近海域影响较大,采砂区内及采砂区南北侧(主流向两侧)潮流流速减小,采砂区东西侧(主流向的前后侧)潮流流速则增大;进入和流出湛江湾的断面潮通量基本不受影响。     

兴化湾潮汐潮流特性及工程影响分析

福建省兴化湾内大量围填、疏浚工程建设直接影响湾内水动力环境。依据2009年2月水文观测资料,对实测资料进行分析,并利用潮汐调和分析、潮流准调和分析、潮流数值模拟等方法得到了兴化湾海区的潮汐、潮流特性以及湾内工程前后的潮位、潮流场和余流场特征。分析研究表明,兴化湾潮汐属于正规半日潮,浅水效应较弱;潮流为不正规半日潮流,浅海分潮作用较强;湾内潮波逐渐有驻波特征,形成湾内潮波的两股潮流流向稳定,呈往复流,其中兴化水道潮流涨潮占优,南日水道潮流落潮占优;工程实施后,基于调和常数的2013年7月潮位预报与实测潮位吻合较好,同时潮汐潮流性质不变,在港池、航道水域流速有所增加;兴化、南日两水道涨、落潮通量均减小,全湾纳潮量有所减少;湾内余流场整体不变,口门处涡漩有所加强。     

基于EFDC的九龙江口-厦门湾三维潮流及盐度数值模拟研究

环境流体动力学模型(EFDC)集水动力模块、泥沙输运模块、污染物运移模块和水质预测模块于一体,可以用于河流、湖泊、水库、湿地和近岸海域一维、二维和三维物理和化学过程的模拟。为了研究岛屿多、岸线地形及流态复杂的九龙江口-厦门湾水动力过程,该文将EFDC模型运用于该水域三维潮流及盐度场的数值模拟,对比实测资料校核了模型参数,利用实测潮位、流速和盐度数据对模拟结果进行了充分的验证,吻合度高。该水域属于规则半日潮类型,平均涨、落潮历时约6 h;潮流以往复流运动为主,表层流速最大可达2 m/s;低平潮前后出现面积合计约74 km2的多处露滩;发现河口区分层及不同类型的盐度锋现象均在低潮后1 h时最显著。结果表明,该模式成功复演了九龙江口-厦门湾潮汐潮流和盐度场的时空变化过程,适用于模拟和分析河口及近海海域的水动力场。     

河口湾边滩围垦的潮波变形数值模拟

本文采用潮流数值模拟的方法，以中国华南的珠江口黄茅海河口为例，进行边摊围垦后湾内期波变形的模拟计算。数学模型在完成了对实测水文资料的验证之后，对黄茅海河口湾边滩围垦的不同工况进行了潮流场的对比计算。计算结果表明，湾内潮差和纳潮量与围垦规模成反比，流速分布的变化与边难围垦位置关系密切。在较浅的边摊上适度围垦，新岸线保持适当的放宽本，对湾内的潮坡变形影响不大。     

非结构网格模型在围海堤线方案比选中的应用

利用非结构网格模型FVCOM,对比分析了杭州湾北岸某围海工程各堤线方案对工程水域的影响。结果表明:非结构网格潮流数学模型能较准确模拟复杂岸线强潮海湾的潮流;合理的围海工程堤线方案可有效减小围海工程对水域水动力、海床冲淤的影响程度及影响范围;基于FVCOM的非结构网格潮流数学模型对于复杂的岸线和工程围堤线的适应性较好,且可无限加密。研究结果为围海工程堤线方案的选择及优化提供了一定的科学依据。     

基于FVCOM的强潮海湾三维潮流数值模拟

采用三维非结构网格、有限体积的河口、陆架和海洋模型FVCOM模拟强潮海湾三门湾的三维水动力特征.模拟研究表明:FVCOM模型能很好地用于类似三门湾这样的具有复杂岸线、地形、多汊道的强潮海湾;由于垂向混合较强,三门湾表、底层的流场及余流场结构基本一致;受大柴门、田湾山诸岛复杂岸线、地形影响,大柴门、田湾山诸岛连线以西诸水域,余流总体上指向东南向外海;大柴门、田湾山诸岛连线以东至花岙岛的满山水道水域,余流呈顺时针环流结构,最终沿石浦水道净泄入海;FVCOM模型的干湿判别功能基本能较好地反映涨落潮过程中强潮海湾的滩地出露特征.     

强风作用下珠江黄茅海河口湾的潮能通量与耗散研究

对于河口营养物质及沉积物输运而言,潮汐和风提供了大量能量来源。基于SELFE模型,建立了珠江河网-河口湾的三维数值模型,分析了黄茅海河口湾在强风及潮流作用下的能量输运及能量耗散问题。研究表明:黄茅海河口湾的潮能沿深槽向上游银洲湖及河道传播,风的作用改变了河口能量通量的振幅和相位,对各断面多潮平均能量通量影响不大。强东北风条件下,总能耗较无风状态下增加0.16~0.8倍。垂向涡动耗散项能耗为总能耗的35%~53%,增大约0.5~1.7倍,底摩擦能耗项能耗占总能耗46%~64%,较无风状态下减少5%。强风的作用使河口区域的单位面积能耗增加,垂向涡动能耗增强,摩擦能耗降低,但不会改变总能耗的空间分布性质。     

辐射沙洲海域潮汐不对称对岸线变化的响应

基于Delft3D建立辐射沙洲海域平面二维潮流数值模型,并与实测潮位流速进行验证,保证了计算精度。分别对1984年和2014年岸线条件下辐射沙洲海域的潮汐不对称性进行了研究。结果表明,辐射沙洲海域潮波变形显著,大部分区域涨潮历时小于落潮历时。近岸地区潮波变形在岸线变化后明显减弱。浅滩和深槽处涨落潮流速相对大小不同。岸线变化使得该海域涨潮占优的特性越发显著。通过分析烂沙洋水道及西洋水道的潮汐不对称性,分别探讨了岸线变化对两个潮波系统的影响特征。岸线变化对传入辐射沙洲南部水域的东海前进波的影响为:大潮期涨落潮潮高不对称性在岸线变化前后差别大,偏度在岸线变化后略微增加。岸线变化对传入辐射沙洲北部水域的黄海旋转潮波的影响为:偏度在岸线变化后增加明显,造成潮汐不对称的主要分潮组合可能发生改变。     

基于GPU并行的厦门附近海域潮波传播数值模拟研究

厦门周边海域岛屿众多,潮汐汊道交错,水流运动复杂,本文针对该海域开展基于GPU并行的潮波传播精细化模拟研究。基于GPU并行算法构建了厦门附近海域高分辨率二维潮流数学模型,计算效率与单核CPU相比,可提高约180倍。模拟计算了2019年全年厦门周边海域的潮波传播,研究表明,厦门岛附近潮量主要来自厦门湾,潮波自外海向九龙江口方向传播,高潮位逐渐升高,低潮位逐渐降低。同安湾方向潮波受厦门湾和围头湾两股潮波影响,其潮波特性与围头湾更为相似。厦门海域M2分潮占绝对主导地位,其振幅占所有分潮的41.2%,全日分潮K1分潮振幅值最大,同安湾与九龙江口M2分潮振幅接近,K1分潮九龙江口振幅较大,潮波变形程度同安湾较大。     

多年围填海工程对湛江湾水动力环境的影响

湛江湾为一半封闭海湾,从2003年开始湛江湾进行了多次围垦造地工程,水域面积已减小3.2%,围填海工程必将造成湛江湾水动力环境的变化。采用平面二维水质数学模型,在对潮位、潮流实测数据验证的基础上,对湛江湾不同年份围填海工程实施后的潮流动力变化进行模拟,对比了湾内流态分布和特征点流速变化,计算了海湾纳潮量的变化,分析了围填海对于湾内水交换能力的整体及局部影响。模拟结果表明,围填海工程对湾内流场的影响仅限工程附近水域,对湛江湾主航道流速影响较小;纳潮量随湾内水域面积的减小而减小,2015年湛江湾纳潮量与2003年相比总体减小3.4％。对于深水区围填尤其是伸入到主流区的围填海工程,由其引起的水动力环境改变和纳潮量变化都比较大,应引起足够重视;湛江湾多年围填海对于工程附近局部水域的水交换能力的影响显著,其中宝满港区由于位于深水区且伸入到主流区,导致水交换率变幅较大,在远期岸线规划应结合污染物治理方案进行。     

广西沿海区域洪涝灾害的分析与探讨

洪涝灾害是广西沿海区域最主要和毁灭性的灾害。1986年7月21日,九号台风的洪水暴潮,直接造成的经济损失达3亿多元,受灾面积70多万亩,房屋倒塌4万多间,死35人,并招致不可估量的精神创伤,不仅给沿海地区工农业的生产带来严重影响,而且国民经济的发展也受到制约。因此,搞好广西沿海地区的治水防洪,减少灾害损失,对开发钦州湾区域经济有着十分重要的意义,也是开发钦州湾经济的条件和基础。现就沿海区域洪水灾害的情况,谈些粗浅的看法,供讨论。     

岸线变化及海平面上升对渤海潮波运动影响研究

该文基于Delft3D建立了渤海潮波模型,对1976年-2013年渤海湾岸线变化及海平面上升情景下的渤海潮波系统进行了模拟。模拟结果显示黄河入海口东迁和渤海湾大规模围垦引起渤海湾和莱州湾M2分潮潮时提前,渤海湾M2分潮振幅增加4 cm-14 cm,并引起辽莱州湾和辽东湾的振幅减少4 cm-10 cm和1 cm-4 cm。海平面上升(1 m、2 m和0.2 m-0.8 m)加快潮波传播速度,将引起渤海湾M2分潮潮时提前和振幅增加,渤海中部及秦皇岛海域振幅减小。不同历史岸线条件下海平面引起的振幅变化表明在海平面上升1 m时,渤海湾内大规模围垦会进一步增加局地潮波振幅;当海平面上升至2 m后,围垦对近场振幅增加的促进作用减弱,而对远场振幅增长的抑制作用增强。     

东江下游潮区界、潮流界、咸水界变化对人类活动的响应

通过对比东江下游潮区界、潮流界、咸水界时空变化规律和特征,指出了影响"三界"变动的自然因子及人为因子。列举了修建水库、生活用水剧增及河床挖沙等对河道水文特性影响显著的人类活动,探讨了人类活动是如何通过作用于自然演变因子从而对径、潮动力的变化产生影响。根据以上多方面对比,得出了近年来影响潮区界、潮流界、咸水界变化的主导因素。     

珠江河口东四口门流场结构与涡流研究

珠江河口东四口门径潮比差异较大,潮优型口门虎门与其他三大河优型口门有明显的涨落潮不一致现象,该现象致使珠江河口东四口门附近流场不同于单一口门流场。根据1978年伶仃洋实测水文资料,结合水动力高分辨率数值模拟,研究了口门附近流场结构与涡度分布,发现口门附近是发生涡流的重点区域。口门之间涨落潮不一致及流场动力相互影响,形成涨落潮流路分异及相互挤压,并在岸线和地形边界的作用下易导致涡流发生。1974—2006年岸线变化较为剧烈区域都是涡流发生的重点区域,这说明涡流对浅滩发育演变可能起到一定作用。     

潮湾型近岸海域污染物入海通量与混合带 响应关系研究

基于美国普林斯顿大学三维变边界(ECOM3D)建立了海州湾水动力水质模型,计算结果表明该模型较好地描述了此海域M2(太阴主要半日分潮)分潮的潮流场和污染物浓度场时空分布特点。据此建立的污染物CODCr入海通量与混合带响应函数关系,可以为环境管理部门进行潮湾型海域的水质管理、污染物总量控制提供科学依据。     

基于FVCOM的杭州湾三维泥沙数值模拟

应用FVCOM建立了三维潮流泥沙数学模型,根据实测水文资料,对杭州湾开展了三维潮流泥沙验证,结果基本满意.应用模型计算了杭州湾大潮期间涨落潮泥沙输运过程,通过平面、立面的泥沙分布特征,成功再现了杭州湾潮流泥沙的运动过程.尽管模拟精度达不到平面二维模型的水平,但为三维潮流泥沙模型在强潮河口湾的应用作了重要的探索,通过进一步完善模型参数及分析,模型可以应用于涉水建筑物对附近三维水沙影响的分析评估,可为强潮河口湾开发、水环境保护及生态建设等提供更加丰富的研究成果,具有广阔的应用前景.