基于实测资料的长江口潮波演变规律研究

长江口三级分汊、四口入海,潮波作用强烈。特殊的动力地貌环境,使得长江口潮波的演变过程较一般河口更加复杂。采用频谱和调和分析方法对长江口枯、洪季实测潮位进行分析,得到了长江口潮汐能量的分布特征和主要分潮的沿程变化过程。研究成果表明:洪枯季各分潮沿河道的变化趋势基本相同;由于非线性作用,随着潮波从口门向上游传播,潮汐频谱更加丰富,且能量从低频向高频发生转移,使得天文分潮逐渐衰弱,而浅水分潮不断形成和发展。此外,从不同传播通道潮波特征的沿程变化可知,南港和北港的潮波特征存在较为明显的差异。     

潮汐汊道稳定性研究综述

从时间 流速不对称特征、纳潮量 过水断面面积关系、水动力特性、泥沙运动及动力沉积地貌过程的角度,综述了潮汐汊道稳定性研究的进展,指出今后潮汐汊道地貌形态动力学研究的主要课题有探求纳潮量 过水断面面积关系物理机制、阐明潮汐汊道水沙运动及沉积地貌相互作用过程、揭示淹没型潮汐汊道稳定机制及拓展复合型潮汐汊道研究等。     

河口航道治理中导堤丁坝工程措施的影响探讨

长江口北槽深水航道治理采用了双导堤加丁坝的工程措施,取得了显著的航运经济效益,但还面临疏浚量偏大的问题,为此还需探讨导堤丁坝工程在潮汐河口航道治理应用中可能的问题。首先认识到潮汐动力的重要性及可塑性,工程约束下的河道进潮量减小,会减弱径潮相互作用及其向海的净输沙;其次治理分汊河口的单一汊道,将改变汊道间的动力平衡,致使治理汊道的分流比减小;再者高导堤减弱滩槽间的横向环流,加强河口纵向密度环流,或不利于向海净输沙。考虑到潮汐河口与河流及弱潮河口的差异,在潮汐分汊河口的层化环境下采用导堤丁坝这样的工程措施来治理航道需要更谨慎的选择。     

河流分汊成因与演变机制研究综述

基于较系统的文献调研,介绍了分汊形成机制如中心沙坝沉积、横向沙坝转换、斜槽切断、复合沙坝切割和河道决口,水沙分配影响因素如汊道几何形态、汊道河床地形、汊道内的水力特性和潮汐等因素,和水沙分配计算方法等主要方面的研究进展,并以长江中下游分汊河段为例,总结了其分汊河道的水力特征和演变规律。最后探讨了分汊河道研究中还需解决的问题,以及数值模拟方法在分汊形成与演变研究中的应用及前景。     

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。     

基于TM/OLI影像的河道平面形态演变机理分析——以监利弯曲汊道段为例

受到弯曲与分汊河道的输水输沙特性的共同作用,弯曲分汊河道的河床演变过程复杂。以长江中游监利河段为例,选取9期遥感影像数据,利用Envi和Arcgis解译并提取河道的平面形态特征。结果表明,在1987-2014年间,监利两汊道宽度变化显著,左汊宽从1 041m减少至340m,右汊宽从632m增大至1 531m;与此同时,江心洲最大长度增加近900m,平均宽度缩窄200余m。在1995年前后,监利河道的水面宽度增大,江心洲的长宽比从3.59增加至4.32,河道发生主支汊易位。通过对监利站的水沙过程进行分析发现,监利汊道发生主支汊易位可能是由流量自80年代后进入中高水期而引起的水动力轴线不断右移所致。同时,为了适应来水来沙由"沙多水少"向"水多沙少"转变,监利河段的平面形态从减小江心洲宽度和增加河道水面宽度这两个方面进行调整,以减少河道的输沙能力,维持合理的输沙效率。     

黄河口河道的大型变迁 一

本文在分析了50年代以来黄河口各次大型变迁的性质、条件以及对河口形势和河道的影响后认为:考虑河道冲淤性质必须分清是水流变化引起的还是河口变化引起的;1953年并汊引起强烈冲刷是河道长期分汊形成三角堆积体的结果;来水条件、河道条件和海域条件共同塑造河口形势;河道散乱分汊,不适当改道对河口形势危害很大;清水沟改道不能以河口淤坏为理由等。同时还提出了分汊段平均河长、汊道河相、时段水流造床能量、断面形态指标等表达式。     

黄茅海河口区沿程潮差异常变化研究

为探讨黄茅海河口区潮差沿程先减小后增大这一现象的机理,通过水动力数值模型,分别计算了黄茅海河口潮波传播的特点和潮能耗散计算结果表明:①在潮汐的高潮和低潮时,非线性效应对潮水位的影响较为明显,且越向上游影响越显著;②崖门射流口潮能辐聚,同时单位面积能耗率也最高,沿河道向上游,能耗率有所下降;③截面的变化和摩擦的共同作用是...     

潮汐河口汊道治理的数值模拟

河口地区受径流和潮流共同作用,水流运动十分复杂.河口汊道治理中,应把分汊河道与相邻水域作为一个整体进行研究.概化河口汊道地形,采用数学模型对整治、疏浚及整治与疏浚相结合方式工程前后的水流运动进行模拟计算.计算结果表明,丁坝群可有效提高治理汊道内的主槽流速,但分流比减小;疏浚可增加汊道水深,增加分流比,但流速增加不明显;整治与疏浚相结合的方式既能增加汊道水深又能提高主槽流速,而对分流比影响较小,可作为河口汊道治理的一种优选方式.     

杭州湾沉积物宏观输运的数值模拟

用Delft3D模拟了杭州湾水动力和粘性沉积物输运过程,探讨了沉积物宏观输运和地貌演变的物理机制。忽略波浪作用,假设底质均一,不考虑粘性沉积物的底部固结作用,建立杭州湾粘性沉积物输运的数值模型。计算结果显示,模型能够反映杭州湾沉积物输运的宏观规律,再现了杭州湾悬沙浓度分布"三高两低"的特征、水体和沉积物"北进南出"的输运格局以及杭州湾总体上受控于淤积的地貌演变过程。杭州湾的沉积物输运主要受浅水分潮潮波变形引起的潮汐不对称性控制,该区潮波自东南向西北的传播方向、舟山群岛对涨潮流的阻隔效应、杭州湾喇叭形态的约束作用等因素造成"北进南出"的水沙输运特征。杭州湾与欧洲斯凯尔特河口狭长型的河口的沉积物输运路径有明显差异。     

珠江三角洲河网地形和径流条件变化对潮动力格局的影响

针对上游建库及航道疏浚等人类干预引发的河床不均匀下切与径流年内分配调整导致珠江三角洲河网内径流、潮汐、河口地形间相互作用随之变化的问题,基于连续小波变换方法,结合实测水文资料与河网一维水动力模型,对比分析了地形与径流变化前后河网潮动力格局的调整,并将一维圣维南方程中的非线性摩擦项分解为径流成分、径潮作用成分、潮汐成分,量化了各成分对于潮动力格局调整的贡献。结果表明：地形与径流变化后,洪季各潮族动力均显著增强,枯季高频潮族动力衰减更迅速,枯季径流量增加对潮汐的调制作用在大部分河道抵消了地形下切造成的潮汐动力增强;河网上游非线性摩擦项中径潮作用成分对于潮动力格局调整的贡献增大,径潮非线性作用增强。     

波浪形态及方向分布对港域波浪传播的影响

航道开挖会对波浪的传播产生显著影响,使港内波浪及泊稳条件发生变化。依托物理模型试验结果,验证了MIKE21中BW数值模型的合理性,证实二者结果吻合良好,随后利用该模型对比分析了在规则波、单向不规则波以及多向不规则波作用下,港域波浪扰动系数的分布规律及区别。结果表明：小角度入射波浪下,单向不规则波与规则波在航道迎浪面边坡发生的波能聚集现象明显强于多向不规则波;多向不规则波的方向分布对波浪在航道中的传播产生影响,波浪方向分布范围越窄,航道的折射效应及能量汇聚过程也越明显,航道边坡上的扰动系数也越大。因此在实际工程的航道设计中,应该考虑到不同形态波浪及多向波方向分布在航道传播过程中的差异,尤其在某些涌浪作用较强、波浪能量分布较为集中的港域,以单向不规则波甚至是规则波作为入射波浪将更加合理安全。     

长江口北槽潮波传播变化特征研究

长江口深水航道治理工程实施后,北槽河势发生了巨大变化,北槽河床形态、水深的变化必将影响长江口潮波传播。为研究长江口潮波传播的变化,利用非结构网格FVM方法建立了大通至外海的大范围数学模型,研究长江口深水航道治理工程各分期工程对潮波传播的影响。研究表明:长江口深水航道治理一期工程因工程量相对较小,工程实施后,北槽潮波变化相对较小;二期工程后北槽潮波能量损失较大,高潮位略有抬升,低潮位大幅度抬升;三期工程后,潮波变化与二期工程基本一致。北槽导堤工程引起的潮波能量损失较小,丁坝工程致使潮波能量损失较大。     

应用MIKE 21 BW模型分析航道对波浪传播的影响

波浪在传播过程中遇到航道会发生折射、绕射以及反射现象。MIKE21的BW模块可以很好地计算和分析港口、码头等小面积波浪场中的多方向不规则波的相互作用,浅水变形,折射,绕射和反射等各种波浪现象。本文采用该模块建立在不同航道条件下的波浪传播数学模型,并利用数模结果系统地分析了航道水深、航道宽度、航道边坡坡度以及波浪入射角度对波浪传播与变形的影响规律。成果对试验研究及工程实践有指导意义。     

复杂河口汊道封堵水沙问题研究

摘 要：对复杂分汊河口次要汊道进行封堵围垦可以获得土地资源。以瓯江口南口封堵为例研究了复杂河口汊道封堵问题。首先对复杂的瓯江口的自然条件和冲淤演变进行了分析；其次，使用二维波浪潮流泥沙数学模型、波浪潮流泥沙物理模型及三维潮流数学模型等研究手段，对瓯江南口现潜堤加高进行了封堵后的二维潮流场、泥沙场、地形冲淤变化和三维潮流场进行了模拟研究，对瓯江泄洪排涝的影响进行了计算和分析。研究结果表明，从对周围水沙环境和瓯江泄洪排涝的影响角度考虑，将现潜堤加高进行南口封堵的方案是可行的。     

河口最大浑浊带平面二维数值模型

利用平面二维数值模型模拟河口最大浑浊带现象。在概化河口的基础上，比较了恒定流与非恒定流、稳定源与非稳定源、矩形河口与线性河口等不同条件下河口悬沙浓度平面分布特点，并在黄茅海河口进一步得到验证。结果表明，河口地形边界和非恒定潮流作用对河口最大浑浊带悬沙富集有重要贡献。     

长江中下游鹅头型汊道演变规律的分析

鹅头型分汊是长江中下游城陵机至江阴分汊河段中形最复杂、放宽率最大，分汊数量多，占汊道总长度最大（达40％）的一种分汊形式。其演变主要于本身的河床形态，边界条件及水流条件的变化，基本上遵循新生汊道－产生、扩大、平移、衰亡而完成它一个完整的演变周期。由于汊道的弯曲引起滩地的大面积坍失，主流线大幅度摆动，各汊道水沙的重新分配及纵横剖面的调整，是一种最不稳定的分汊型式，对鹅头型分汊河道的形成条件及演变特征的研究是制订相应的规划整治措施，稳定河势，使其朝着有利的方向发展的前提条件，也是实际工程迫切要求解决的问题。     

THREE-DIMENSIONAL NUMERICAL MODELLING OF SUBMERGED DIKE ALIGNMENT IN CURVED ESTUARINE CHANNEL

1.INTRODUCTIONSubmerged dikes are frequently built in curveriver and estuarine channels to i mprove navigational conditions and/or to protect banks.Manefforts have been made to study flow characteristics around a dike in a straight channel experi mentally and numerically(Rajaratnamet al.1983;Liet al.1994;Mayerle et al.1995;Tominaga et al1997;Peng et al.1997).However,few studiehave investigated overall flowpatterns around submerged dikes in curved estuarine channels.Although many researc…     

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。