河口、海湾断面与潮量关系的一致性及其应用

已有文献对海湾的断面面积的研究仅考虑潮量一个因素,进一步把考虑了径流、落潮历时、落潮含沙量的河口河相关系应用于海湾,用浙江省的杭州湾、象山港、三门湾、乐清湾等区域25个断面进行验证,其结果十分吻合.对河口河相关系进行全微分后,可以用来预测人类活动（如海湾内建水库、支汊堵坝、围垦等）对海湾断面变化,预测与实测资料基本吻合.对该河相关系经一定演算,揭示了河口、海湾关系的一致性的原因是它们都是满足床沙起动流速在合理的范围内.     

珠江河口潮流流量变化控制指标初探

随着珠江河口地区滩涂岸线资源开发和涉水工程建设,河口边界形态及动力环境产生了巨大的变化;动力环境变化必然引起河口河床形态的调整,对潮汐河口稳定产生深远的影响。以珠江河口潮汐通道稳定性分析为基础,探讨潮汐河口的河相关系,初步提出了河口潮流变化控制指标。研究建立了珠江河口口门断面面积与多年平均落潮流量之间的关系,并建立了近期口门均衡断面的河相关系;在此基础上,预测了河口潮流变化引起的口门河床冲淤变化。根据河床冲淤变化与口门行洪能力调整的关系,提出了河口口门落潮流量变化控制指标为1%~2%,研究成果为河口涉水工程管理提供了定量指标参考。     

流量调节对长江口潮流不对称的影响

长江上游人类工程的建设使得长江口来水来沙条件发生变化,改变了河口地区洪枯季径流量,并进一步影响潮流不对称特性。而潮流不对称对河口近岸的泥沙输运及地貌演变有着重要的影响。利用二维水动力数学模型对长江口感潮河段进行水动力模拟,研究洪枯季流量调节对潮流不对称的影响。采用非稳态调和方法(NS＿TIDE)并结合偏度指标分析长江口涨落潮流速不对称和涨落憩历时不对称的变化趋势。研究结果表明：潮波在河口的上溯过程中,潮流不对称呈现先增大后减小的趋势。河口枯季径流的提高在加强中下游区域落潮流占优的趋势同时也延长河口大部分区域落憩的历时。主汛期洪峰的削弱加快了中上游区域的落潮流速,缩短了上游区域落憩历时,而潮流流速和涨落憩历时不对称在下游区域则表现出相反的趋势。     

长江口近口段水流挟沙力与径潮动力关系

该文在充分考虑径流和潮流水动力因素的基础上,建立了更适合于河口区域的水流挟沙力公式,并以长江口近口段为例,讨论了径流和潮流水动力差异对水流挟沙能的影响.结果表明:长江口近口段涨潮和落潮相同流速时洪季的悬沙浓度大与枯季;建立的考虑径流和潮流因素的水流挟沙力公式与传统公式相比,精度上有较大提高,该公式将不同季节和潮型下的水流挟沙力统一起来,有效反应了年内潮汐河口近口段的水流挟沙能力.对于水流挟沙能力的研究则表明:径流不变时,潮流增加,近口段涨潮和落潮水流挟沙能力增强;径流增加时,徐六泾以上河段潮差减小,涨潮水流挟沙能力减弱,而徐六泾及以下河段潮差表现为增加,这表明涨潮和落潮水流挟沙能力取决于径流和潮流的对比过程.     

强涌潮河口河相关系及其验证

分析并提出了有涌潮的强潮河口的河相关系式,其平均水位下的断面面积可用落潮时的流量(含径流量)和含沙量计算,结果较符合实际情况,但强涌潮河口河宽大、水深浅,仅采用涌潮系数仍有一定的误差,如改用涨潮流量和含沙量,则可大幅减小计算误差.本文还给出了潮汐河口纵向河宽放宽率和面积放大率的定义和计算公式.利用钱塘江河口治理前后50年的实测资料,对130 km长河段的相应断面特征、河宽放宽率、面积放大率以及弯道特征计算式进行了验证,取得了满意的验证结果.     

钱塘江河口河流段人类活动对河床的影响

钱塘江河口的河流段(径流为主导因素)人类活动包括:新安江水库大坝修建后洪枯流量、造床流量的改变、河道挖沙、支汊封堵、筑堤建桥等,本文对其河道断面大小、形态及洪潮水位的影响进行验证和研究。     

长江口徐六泾断面潮流资料整编方法研究

大江大河受潮汐影响的河口水文资料整编，在我国还无较为合适可行的方法，长江口徐六泾水文站建站近１０年，所取得的资料迫切需要有一个归宿。通过对影响长江口徐六泾断面潮流（包括三个方面：潮量，潮平均流量，潮流历时）的多重因子进行的物理成因分析，以及对目前徐六泾断面的实测资料的综合考虑，提出了分不同潮型，不同来水情况对选定的因子进行多元线性回归分析的方法，作为徐六泾断面潮流资料的整编方法，并得出了１９８４年     

椒江口整合工程影响下的动力沉积作用

根据椒江河口的水文测验资料，分析了整治工程对河口动力沉积作用的影响。整治工程后使大、小潮时的涨落潮流速度普遍增大，落潮流速大于涨潮流速；涨、落潮流时含沙量增大，落潮时的含沙量大于涨潮；在涨、落潮流作用下，椒江口南槽受冲刷，深槽发育，北槽淤浅，浅滩发展。     

深圳河一、二期河道治理后水沙特性变化分析

深圳河一、二期河道治理工程塑造了新的河道形态,改变了深圳河潮流特征和泥沙输移特性。实测资料分析表明,深圳河治理后,河道阻力大大减小,潮波易于上溯,有利于涨潮流挟带泥沙进入深圳河而不利于落潮流将泥沙挟带出河口。这一变化将对深圳河的河道冲淤产生根本影响。     

钱塘江河口考虑泥沙淤积的水资源可利用量研究

探讨了用于分析河口冲淤与径流响应关系的三种方法:河相关系法、一维动床数值模拟和基于实测资料的多元回归分析方法。以钱塘江河口防洪允许的淤积增加量为限制条件,采用依据实测资料及动床数值模拟结果建立的多元回归模型,计算得到钱塘江河口的可利用水资源量不得超过闻家堰断面多年平均水资源量的20%。研究成果为钱塘江河口水资源开发利用提供了科学依据,计算方法和计算思路可供其它河口参考。     

东北地区河口潮流挟沙能力的研究

统计分析了东北地区四个主要河口及口门外潮流的悬移质含沙量的观测结果,发现当水体相对紊动强度较弱时(相对紊动强度用水流对泥沙的有效作用力Fb与泥沙颗粒间的粘结力Fc之比Fb/Fc表示),即Fb/Fc<3时(此时含沙量小于0.8kg/m3),泥沙絮凝对泥沙的悬浮有显著的影响;而当Fb/Fc≥3时,这种影响可以忽略。本文将一日内涨、落潮阶段的平均流速、平均水深和平均含沙量作为特征参数,给出了东北地区四个主要河口及口门外涨、落潮水流的含沙量(水流挟沙力)计算公式,虽然这四个河口的潮汐特性、泥沙组成差异较大,但它们潮流的悬移质含沙量都可以被同样的水流挟沙力公式所描述,显示出本文给出的计算潮流的挟沙能力公式具有较好的普适性。     

感潮河段潮流量测验测次分布对潮量计算精度的影响

针对长江下游苏通大桥桥位河段的水文地质特性,对涨落潮分别采用3种潮流量测验测次分布方案,研究潮流量测次分布对潮量计算精度的影响。以连续实测潮流速资料推算的涨落潮量作为真值,将各不同测次方案下推算出的涨落潮量与之比较,进行误差分析。结果表明：潮量计算精度随着测次的增加而提高;目前感潮河段采用落潮流1 h施测1次的常规测次方案较为合理;涨潮流0.5 h施测1次会导致涨潮量系统误差偏小,净泄量比实际值偏大,继而影响桥位河段潮量计算精度和水资源量的控制,需要进行误差校正。     

宁波市三江河道水沙变化规律及成因分析

宁波市的姚江、奉化江和甬江俗称“三江”。基于2013—2016年7次水文测验资料,并结合多年潮位资料和1987年水文测验资料,对三江河道水沙变化规律及其成因进行了分析。研究表明:三江河道径流“顶浑”作用较强,含沙量自甬江口向上游逐渐递减;受海平面上升、河势变化和人类活动的综合影响,三江河道各潮位站平均高潮位自20世纪80年代起均呈抬升趋势;2010—2016年镇海站平均高潮位较20世纪80年代抬升了0.33 m;近30 a来,同样潮差下,甬江口断面涨潮平均流速无明显变化,涨潮量呈减小趋势,而含沙量和输沙量呈增大趋势。研究成果为三江河道的河床演变分析提供了一定的科学依据,以及为甬江流域的治理提供了一定的技术支撑。     

长江口整治工程对分水分沙年际变化的影响分析

为了研究长江口深水航道整治工程对水文泥沙过程的影响规律,基于1998~2009年长江口南北港、南北槽的水沙测验资料,分析了整治工程引起的南北港、南北槽分流分沙变化。结果表明,整治工程的实施对南北港涨落潮分流分沙比、净泄潮量及净泄沙量影响不大。一期工程的实施后,北槽落潮分流、分沙比减小,南槽落潮分流、分沙比增加;二期工程实施中,南北槽的落潮分流、分沙比均保持在较为稳定的状态;随着三期工程的实施完毕,南槽的落潮分流、分沙比持续增加,北槽的落潮分流、分沙比呈减小的趋势。     

钱塘江河口七堡段氯度时空变化及与水文的关系

对10多年钱塘江河口七堡段大量的氯度、水文、地形等实测资料进行了统计、分析和比较,结果表明:在径流、潮流此消彼长的影响下,河口闸口—仓前河段咸淡水掺混最为强烈,径流大则氯度低,潮汐强则氯度高,但氯度垂向分布比较均匀,横向差异小,主槽氯度大于边滩;连续丰水年、连续枯水年,盐水入侵均较弱,径流从丰转枯的第一年,盐水入侵较强;大潮期受潮波变形和涌潮等影响,涨潮动力显著大于落潮,易发生盐水入侵;潮差是潮动力的重要指标,潮动力决定盐水入侵强度,潮差对河口的盐水入侵具有重要的指示作用。     

珠江河口磨刀门口外东西两汊实测分流比分析

磨刀门是珠江河口八大口门中泄洪量最大的口门,口外已形成稳定的东西两汊滩槽格局及中心拦门沙。两汊的分流比是磨刀门河口治理的重点关注问题。根据磨刀门河口及口外东西两汊2015年9月10～11日大潮同步水文观测资料,分析了东西两汊实测流速、流向及分流比特征。结果表明:东西汊总体以往复流为主,在转潮过程会出现一定的旋转流;落潮时表层流速大,底层流速小;涨潮时底层流速大,表层流速小,在转潮时刻会出现短暂表落底涨的现象;西汊的落潮量分流比大于东汊,且净泄量分流比为66%,是磨刀门入海口的主要泄水通道;而东汊的涨潮量分流比大于西汊,是磨刀门入海口的主要涨潮通道。因此,在磨刀门口外治理规划时,需重点考虑东西两汊的自然演变及分流比情况,保证其泄洪纳潮的功能。     

长江口北支沉积动力变化及对人类活动的响应

人类围垦活动对长江口北支沉积动力环境的变化具有重要影响。从自然河势调整和人类围垦活动两个方面分析了长江口北支的演变情况。长江口北支于1970年修建的立新坝使得分流角几乎增大到90°,分水分沙比急剧下降,由1915年之前基本稳定的25%下降到目前的5%以下;涨潮流的含沙量远远大于落潮流,水沙倒灌,在大潮时更为明显。根据近百年来长江北支的演化过程,认为长江口的沉积动力环境变化可分为3阶段:①第一阶段(1931年以前)。自然河势调整过程,河势演变缓慢,水动力以径流作用为主。②第二阶段(1931～1970年)。受洪水造床作用和人类活动的共同影响,水动力以径流作用向潮流作用转变。③第三阶段(1970年后)。人类活动对北支沉积动力的变化过程起主导作用,涨潮流大于落潮流,净向上输沙,北支趋于淤废。     

河口治导线放宽率的确定

根据输沙平衡原理及水流挟沙力公式推导出河口治导线放宽率计算式，并分析了放宽率与潮差、落潮历时和单宽落潮流量等各个参数之间的关系。研究表明该公式中放宽率与各个影响参数的关系符合河床演变规律。以珠江虎跳门河口段及长江深水航道二期整治工程为例，分别对本文公式、罗肇森公式和陈志昌公式计算的放宽率进行了比较：本文公式计算的结果介于罗肇森公式及陈志昌公式之间；计算得到的虎跳门河口段及长江深水航道二期整治工程的放宽率分别为1.15％和0.43％，与工程实际采用值1.35％和0.47％相近。可以采用本文公式确定河口地区治     

长江口南港水动力及悬沙的时空分布特征

通过2011年8月中旬一个大潮期间长江口南港某横断面上的5个定点水沙观测资料,分析了南港水动力及悬沙在潮周期及横断面上的分布特征。结果表明:在时间尺度上,南港潮位波动以半日分潮为主,日分潮较小;受径流及Stokes漂流的影响,涨潮流流速明显小于落潮流流速;含沙量随潮波动现象明显,波动频率是潮流的2倍;在空间尺度上,南港纵向流速最大值分布在南侧主槽,转流从北侧副槽率先开始;侧向流主要是由科氏力对纵向流的偏转作用形成;北侧副槽平均含沙量大于南侧主槽;半日潮流驱动下,平均含沙量在急流和憩流时刻将分别增大和降低;半日潮流和余流共同驱动下,在落急时刻和涨急时刻分别会增大和降低平均含沙量。