粉砂质海岸促淤计算及预测研究

根据粉砂质海岸的特点及泥沙的悬移、沉降特性,对现有水体挟沙力公式进行改进,给出了基于潜堤透射系数的粉砂质海岸促淤工程淤积计算方法,该方法可对粉砂质海岸围垦促淤、保滩促淤工程的效果进行简单预测.     

南汇东滩区域促淤工程淤积效果定量分析

南汇东滩是上海市滩涂资源开发利用的重点区域，为定量分析出南汇东滩促淤工程的淤积效果，对南汇东滩已实施促淤工程实际淤积效果进行了统计分析，并利用经验公式结合水动力数学模型计算的方法对正在实施的机场外侧促淤工程的淤积效果进行了预报。     

主堤先行 整体策划——横沙东滩滩涂资源开发利用设想

横沙东滩是规划中大规模促淤圈围区域。本文在对横沙东滩已建促淤圈围工程存在问题进行分析的基础上,提出横沙东滩滩涂资源开发的“主堤先行、整体策划”设想,并对整体策划的优点进行了分析,以期为今后滩涂资源开发提供一种思路。     

小浪底水库拦沙初期调控异重流方式初步研究

小浪底水库拦沙运用初期,黄河中游来的峰高、量小、沙多又不够一次调水调沙过程的洪水(在考虑水库前期可调水量之后)入库后一般会形成异重流,且出库沙量大、粒径细,因此水库应及时排出;但如果水沙搭配不好,也会使下游河道发生淤积,且呈现沿程均淤的特点;随着排沙期平均流量的增大,全下游淤积比不断减小,并可以由淤积转为冲刷。针对这类洪水,推荐以下游河道不淤积的关系式进行水沙调控,可以在水库适当补水的情况下实现下游河道少淤甚至不淤的排沙效果。     

波浪潮流共同作用下长兴岛海区二维悬沙输运数值模拟研究

根据近岸地区波浪、潮流与泥沙运动的规律,把波浪运动概化为在潮周期中具有时均意义的波浪流分布场,将波浪辐射应力以及波流底部剪切应力耦合到潮流运动方程和悬沙输运方程中,建立了非结构网格下近岸波浪和潮流共同作用下的二维悬沙输运数值模型。时间离散采用欧拉向前格式,空间离散采用有限体积法的显式格式。将模型应用于矩形海湾实验和大连长兴岛附近海区悬沙冲淤过程的实际算例。结果表明:波浪对潮位影响很小,但是对近岸流速有较为明显的影响;波流共同作用对近岸泥沙浓度影响比单纯考虑潮流作用可提高40%～100%的幅度。     

杭州湾南翼东部边滩时空演变特征及影响因素分析

采用研究区不同历史时期的地形资料,结合水动力条件、泥沙来源与促淤围垦工程,探讨岸滩时空演变特征及其作用机制。结果表明:1959—2010年的51 a间,岸滩以0.08 m/a的速率持续淤积,但近年来淤积速率有所减缓;0,-2,-5 m等高线的淤进速度各不相同,其中0m线以61 m/a的速率向海淤进,速度最快,岸滩剖面呈逐渐变陡的态势。沿岸潮流的输沙作用以及围垦促淤工程是岸滩持续淤高的主要原因,但受涨潮流的抑制、风浪的冲蚀破坏以及杭州湾大规模的围垦和长江来沙量减少的宏观背景下,岸滩的淤涨速度将会日趋缓慢。     

长江口口门湿地的演变分析

通过对长江口口门四大主要湿地的演变分析,认为该区域湿地近30 a来依然延续着淤涨态势。崇明东滩宽度变窄,长度增加,但淤涨速率减小,东南角涨潮槽有将湿地分裂的不利趋势;横沙东滩受促淤围垦影响较大,沙尾继续向东南方向延伸;九段沙和南汇东滩均稳定淤涨。分析表明,为尽可能减少滩涂圈围对湿地生态环境可能带来的不利影响,应深入开展长江口湿地生态环境保护专题研究工作,有效指导滩涂资源的合理开发利用。     

考虑船舶停靠的码头减淤措施研究

目前,码头淤积和减淤措施的分析计算中,很少考虑船舶停靠的影响。针对金塘水道某码头,建立二维潮流泥沙模型,数值计算得到的潮流、含沙量结果与实测结果吻合。进而分析船舶停靠对潮流水动力和码头冲淤变化的影响。计算结果表明:船舶停靠阻碍了潮流运动,导致流速减小和泥沙淤积,但影响仅为周边区域。在考虑船舶停靠频率不变的前提下,针对目前1#,2#泊位最大月淤积强度接近实测淤积量（＞1.15 m）这一情况,提出了3种减淤方案,并计算了实施方案1后的潮流和冲淤变化,发现导堤长度对减淤效果影响很大。对于重淤区而言,基于综合分析比较,短堤的防淤减淤效果较好,故推荐采用短堤方案。     

伶仃洋水沙变化及对铜鼓航道回淤的影响研究

铜鼓一期航道回淤量远大于预期,综合伶仃洋岸线变化遥感调查、铜鼓航道实测水文资料分析、数值模拟等多种研究方法,研究铜鼓航道回淤增强成因。结果表明:(1)伶仃洋西滩北侧大面积围垦,使得伶仃洋东西岸潮位横比降增大,径流对伶仃洋中滩、东滩的影响增强;(2)伶仃航道二期及拓宽工程导致伶仃航道潮汐上溯动力增强,对下泄径流有一定的顶托作用,使得东槽净泄量占比增大,在涨潮初期,铜鼓航道涨潮流、暗士敦水道涨潮流与深圳湾下泄流在铜鼓航道北段共同形顺时针环流,使得铜鼓航道北段成为淤积最为严重的区域;(3)收缩型河口湾使得波浪辐聚增强,此前的研究对波流共同作用下局地泥沙悬扬起动后在航道内落淤未充分考虑;(4)频繁的采砂活动导致局部泥沙浓度骤升,伶仃洋内重大工程对铜鼓航道回淤亦有不利影响。     

黄河水沙关系协调度与骨干水库的调节作用

提出了水沙关系协调度的概念,认为黄河协调的水沙关系是指长时段内维持下游河道(主槽)不淤或微淤的水沙搭配过程。黄河下游冲淤平衡临界来沙系数是0.01 kg·s/m6,采用来沙系数和冲淤平衡临界来沙系数相对关系建立了黄河水沙关系协调度表达式。当水沙关系协调度大于1,说明某断面来沙系数大于河道冲淤平衡临界来沙系数,河道呈现淤积状态,水沙关系不协调;反之,当水沙关系协调度小于1,说明水沙关系协调,且数值越小说明协调程度越高。小浪底水库拦沙和调水调沙提高了水沙关系协调程度,减轻了下游河道淤积,但是小浪底水库拦沙库容淤满后,黄河下游的水沙关系会变为不协调,河道仍将处于淤积状态。     

基于能量守恒的淤泥质外航道风淤估算

回顾了淤泥质海岸外航道回淤的研究进展。基于风能与波能、波能与悬沙位能之间的能量守恒关系,推导了大风过程中波高、挟沙力和航道平均淤积强度的表达式,提出了直接利用风场要素预测某一指定外航道回淤量的经验式。采用天津港某段外航道大风过程的风场要素和回淤资料对经验式进行了实例验证和模拟预测,结果显示,当拟合样本数足够大时,淤积量的预测精度值与实测值能满足工程要求。单位风时淤积强度的预测值表明,风速是影响悬沙挟沙能力和单位时长淤强的主要风场要素。     

大风浪作用下河口区深水航道骤淤预测模式研究

该文在分析风浪与河口滩槽泥沙运动、河口滩槽演变和航道骤淤等研究现状的基础上,通过建立波流共同作用下的三维悬沙数学模型,以珠江口高栏港区深水航道为例,探讨大风天泥沙运动和航道骤淤规律。研究结果表明:计算值与实测值基本吻合,并预报了50年一遇情况下航道的骤淤情况。从大风浪影响滩槽变化的角度,提出了一种预报海岸河口淤积以及骤淤的一种有效途径。     

洋口港区烂沙洋北水道航道开挖可行性研究

为满足洋口港区发展需求,应对船舶大型化趋势,开展了烂沙洋北水道自然水深航道浚深的可行性研究。依据现场实测风速、潮流、波浪、泥沙等资料,进行了工程海域气象、水文、地貌等自然条件的综合分析,建立了辐射沙脊群洋口港区二维波浪潮流泥沙数学模型,对航道开挖方案实施后的潮流、泥沙进行了数值模拟,并预报了航道开挖后的常年回淤量和大风天的淤强分布。计算结果表明,航道开挖前后海区内潮流场变化不大,疏浚段流速略有变化;航道开挖后的常年回淤量小于700万m3,一次大风过程航道内不会发生骤淤碍航。因此,初步论证了烂沙洋北水道航道开挖是可行的。     

风、浪、流共同作用下的泥沙输移

根据波动水流能量及泥沙运动原理，参考了窦国仁推导底沙输沙量的方法，推导出波浪、潮流和风吹流共同作用下的底沙输沙量(包括推移质和部分悬移质输沙)计算式。应用于大风期黄骅港外航道的骤淤计算，其结果与实测值较接近。     

珠江口伶仃洋深水航道开发方案的回淤研究

根据伶仃洋的潮流、含沙量及水下地形的变化特点，对黄埔出海航道在伶仃洋的选线方案作了分析计算。选用泥沙回淤计算公式预报了各航道开挖后的回淤量。用伶仃西航道和蛇口五湾航道开挖后的实测结果进行淤积验证，计算值与实测值符合较好。伶仃东航道泥沙的回淤量少于伶仃西航道；铜鼓东航道也少于铜鼓西航道。无论开发伶仃东航道或是在伶仃西航道原来的基础上加深，均为可行。     

杭州湾南岸电厂取水口海区泥沙冲淤分析

杭州湾南岸电厂取水口所在海床的冲淤情势是取水口高程设置和电厂安全运行需要考虑的核心要素。基于工程海区不同历史时期的地形资料,结合水沙运动规律、人类活动和二维潮流泥沙数学模型计算,分析了工程海区海床演变规律和趋势。结果表明:工程所在海床属于杭州湾南岸滩涂的一部分,摒弃围垦引起的短期冲刷效应,海床长期处于缓慢淤涨态势,淤积速率约0.04 m/a;沿岸潮流的输沙作用以及围填海等人类活动是海床淤涨的主因。工程建设后,取水口区域仍将保持淤积态势,周边规划工程亦将使取水口床面区域产生0.2 m左右的淤积。研究成果可为取水口方案的确定提供理论依据和数据支撑。     

THE EFFECT OF RECLAMATION IN AREAS BETWEEN ISLANDS IN A COMPLEX TIDAL ESTUARY ON THE HYDRODYNAMIC SEDIMENT ENVIRONMENT

The Oujiang Estuary is a very complex tidal estuary with many islands, which is located in Zhejiang Province, China. Reclamation of areas between islands will create a great amount of land. In this article, the feasibility of reclamation of areas between Lingkun Island and Niyu is studied from the angle of its impacts on the hydrodynamic sediment environment. First, the natural hydrodynamic and sediment conditions and the seabed evolution are analyzed according to in-situ data. Second, numerical models of tidal current and sediment movement under the combined action of wave and current are set up with irregular triangular grid to carry out numerical simulations. The following conclusions are drawn from the study. (1) The areas between Linkun Island and Niyu are not a tidal passage. Wenzhou Shoal has been aggraded gradually, a condition favorable for reclamation. (2) The reclamation is feasible as far as its effect on surrounding hydrodynamic sediment environment is concerned. (3) The reclamation has great favorable socio-economic impacts.     

黄河下游低含沙洪水的冲淤特性兼论艾山-利津河段不淤临界流量

黄河下游上、下河段河道形态迥异,同流量输沙能力上段大,下段小。观测表明一定流量的低含沙洪水,就全下游来说可以产生冲刷,但对下段(艾山以下)来说往往发生淤积。本文通过实际资料分析了下游河段的排沙比关系及不同来沙条件下泥沙冲淤强度等规律,并利用下游低含沙水流挟沙力关系,深入分析了艾山—利津河段不淤临界流量。结果表明这段河道不淤流量不仅与来水含沙量有关,还与河口段淤积延伸对艾山—利津段水面比降有顶托作用有关。     

河口高浑浊带航道回淤影响因子分析方法研究

针对河口高浑浊带区域的航道回淤影响因子分析问题,研究提出了一套合理的分析方法。采用了理论模型计算、实测资料分析和相关性分析等技术手段,以长江口深水航道为例,计算比较了冲刷动力、淤积动力以及满足淤积条件的近底层含沙量等因子对航道回淤量的影响,并提出了满足淤积条件的小流速时近底层高含沙量是直接影响长江口高浑浊带区域航道回淤量的主要因子。这一结论通过洪枯季对应数据的差异比较得到了验证,也表明了所提分析方法的合理性。     

浮泥水域水流挟沙力公式初探

浮泥发育水域水体的含沙量通常变幅较大,无法与水流流速建立良好关系.在分析浮泥水域含沙量时空变化特征及常用挟沙力公式的基础上,提出了以浮泥重度为参数的挟沙力公式.该公式建立了浮泥水域水体含沙量与浮泥床面泥沙条件的关系,使泥沙数学模型中泥沙输运过程的数值模拟结果更加符合实际情况,有助于提高泥沙数值模拟精度.