钱塘江河口盐水入侵影响因素及数值预报

为预报钱塘江河口取水口水体氯度,应用基于Godunov格式的有限体积法建立了考虑涌潮作用的二维氯度预报数值模型,采用实测资料并结合数值模型计算成果,分析了径流、潮汐及涌潮、江道地形等主要因素对钱塘江河口盐水入侵的影响。研究结果表明,江道地形是通过改变潮汐大小间接影响盐水入侵的,江道容积越大,潮差和进潮量越大,导致盐水入侵越严重;涌潮促使盐水入侵加剧,涌潮前后氯度存在突变。模型在钱塘江河口氯度预报中的应用结果表明,模型计算结果与实测值基本吻合,模型具有较大的预报应用价值。     

考虑涌潮作用的钱塘江二维泥沙输移数值模拟

钱塘江涌潮前后水位、流速和含沙量等物理量存在突变,给数值模拟带来了很大的困难,常规的数值模型往往不能准确模拟涌潮作用下的泥沙输移。在已建立的二维涌潮数值模型的基础上,应用基于准确Riemann解的Godunov格式建立了二维泥沙数值模型,模型首先检验了纯对流问题,然后模拟了钱塘江涌潮作用下的泥沙输移,计算结果反映了涌潮到达时刻含沙量的突变过程以及涌潮对泥沙输移的影响,揭示了钱塘江河口高含沙区的成因,以及涌潮是钱塘江河口大冲大淤的机理之一。     

考虑涌潮作用的钱塘江二维泥沙输移数值模拟

钱塘江涌潮前后水位、流速和含沙量等物理量存在突变，给数值模拟带来了很大的困难，传统的数值模型往往不能准确模拟涌潮作用下的泥沙输移。在已建立的二维涌潮数值模型的基础上，应用基于准确Riemann解的Godunov格式建立了二维泥沙数值模型，模型首先检验了纯对流问题，然后模拟了钱塘江涌潮作用下的泥沙输移，计算结果反映了涌潮到达时刻含沙量的突变过程以及涌潮对泥沙输移的影响，揭示了钱塘江河口高含沙量区成因，以及涌潮是钱塘江河口大冲大淤的机理之一。     

河口海岸国际研讨会部分论文摘要

涌潮数值模拟新进展 潘存鸿 林炳尧 毛献忠 (浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020) 摘要:采用基于Godunov格式的水位方程法(Watcr Level Formulation)求解包括底坡项的二维浅水流动方程,用于底Riemann解处理动边界问题。在典型浅水间断流动算例验证的基础上,经钱塘江河口实测涌潮资料验证,较好地模拟了钱塘江涌潮的发生、发展及其衰减的过程,复演了涌潮的机交和反射、一线潮等现象,对钱塘江涌潮宏观规律的认识有所增加。     

钱塘江二维涌潮数值模拟及其应用

分析了涌潮数值模拟的困难,综述了钱塘江涌潮数值模拟的进展,应用有限体积-KFVS格式建立了钱塘江二维涌潮数值模型.模型在验证计算的基础上,预测了杭州湾规划设想方案、治江围涂工程和桥梁工程等对涌潮的影响,并已推广到溃坝波和海啸传播过程的数值模拟.结果表明,涌潮数值模型分辨率高,计算稳定,守恒性好.该模型不但适用于无涌潮水域的模拟,也适用于传统数值模型不能模拟的涌潮等间断流的模拟.     

涌潮对钱塘江河口盐水入侵影响研究

钱塘江河口潮强流急,涌潮汹涌,是典型的强混合型河口,其盐水入侵程度远强于其它潮汐河口。基于Godunov格式的有限体积法建立了涌潮作用下二维高精度盐水入侵数学模型,结合实测潮汐、涌潮和氯度资料分析,研究了涌潮对钱塘江河口盐水入侵的影响。结果表明,涌潮促使盐水入侵加剧,导致时间上和纵向上氯度变率增大,涌潮是形成盐度锋的动力机制。同时,涌潮紊动激烈,促使氯度垂向分布均匀。另外,还对氯度控制方程中扩散系数的取值进行了讨论,认为钱塘江河口扩散系数取102m2/s量级较为合适。     

钱塘江海宁三期治江围涂工程对涌潮影响的数值模拟研究

应用KFVS格式建立了钱塘江二维涌潮数值模型,在实测涌潮资料验证的基础上,模型预测了钱塘江北岸海宁三期治江围涂工程对钱塘江涌潮的影响.研究结果表明:实施围涂1万亩后,在走南河势下,大缺口及盐官的涌潮高度分别抬高0.23m和0.09m,海塘堤前涌潮流速增加5%,涌潮到达时间提前约3分钟,盐官涌潮后5分钟内的水位和流速变化率加大;围涂工程对涌潮潮景的影响较小:盐官附近的一线潮将更为壮观,尖山附近的交叉潮位置有所下移,老盐仓附近的回头潮基本不变.     

钱塘江鱼鳞石塘涌潮作用力动态测试与分析

动态测试了钱塘江北岸海宁段鱼鳞石塘在涌潮作用过程中受到的作用力,初步探索了涌潮与鱼鳞石塘相互作用的特性,得到了鱼鳞石塘迎潮面条石所受作用力随时间和空间的分布特征.在分析涌潮入射方向和潮头高度影响涌潮压力的同时,还观测并初步分析了台风与大潮共同作用时的涌潮压力.分析表明,涌潮冲击对鱼鳞石塘迎潮面结构物具有一定破坏作用.此次分析研究结果可为保护设计钱塘江临江一线古海塘提供可靠的参考依据.     

涌潮对钱塘江河道流场影响的三维数值模拟研究

利用实测的钱塘江地形数据建立了钱塘江三维河道的计算机几何模型,并根据已有的涨潮潮位等水文信息,采用VOF方法追踪模拟水和大气的自由交界表面,对钱塘江涌潮进行了三维非稳态数值模拟。数值模拟结果与不同时刻和不同测点所测得的水文数据的对比显示,模型能较好地模拟涨潮条件下河道内流场和潮位的变化。在此基础上进行了涌潮对河道内流场影响的规律的研究。     

钱塘江海塘护塘建筑物技术演进

钱塘江河口是举世闻名的强潮河口,凶猛的涌潮对钱塘江海塘具有很强的破坏力,涌潮往往淘空海塘建筑物的基础,使堤防失稳毁坏。为了保护钱塘江两岸工农业生产和人民生活的安全,两岸人们在跟强涌潮作斗争的过程中,在探索、改进塘型结构的同时,还不断推进、发展和创建了各种护塘建筑物,以固护海塘,确保海塘的安全运行。这些建筑物为钱塘江海塘的防护发挥了极其重要的作用。     

钱塘江河口涌潮长期观测体系的建立

建立钱塘江河口涌潮观测体系，是防御潮灾、保护涌潮资源和研究涌潮规律的重要基础工作。在梳理以往观测资料的基础上，结合不同河段的涌潮特性和现状节点，沿钱塘江两岸布设盐官和美女坝等2站8点，按涌潮的水力特性确定涌潮高度、形态、流速、压力、行进速度、含沙量、潮位过程、河床冲淤过程及风速风向等9项观测内容，初步形成钱塘江河口的涌潮观测体系，为涌潮的保护利用及河口两岸的基础建设提供技术支撑。     

基于支持向量机的钱塘江潮时预报方法

针对在钱塘江潮时预报中经验模型和传统神经网络的可靠性不足的问题,提出一种基于支持向量机的钱塘江涌潮到达时间预报方法。通过历史数据了解并分析钱塘江涌潮的周期性以及各涌潮周期间的相关性,取预报日期前后一个月的数据作为一个预报模型,以预测日期前一个月以及近5年内同一月份的隔日时间差数据作为训练样本,利用支持向量机预测未来涌潮到达时间。最后,通过对钱塘江沿岸多个水文站2015年农历八月初一至八月二十一的隔日时间差实例预测,验证了方法的有效性。     

基于支持向量机的钱塘江潮时预报方法北大核心

针对在钱塘江潮时预报中经验模型和传统神经网络的可靠性不足的问题,提出一种基于支持向量机的钱塘江涌潮到达时间预报方法。通过历史数据了解并分析钱塘江涌潮的周期性以及各涌潮周期间的相关性,取预报日期前后一个月的数据作为一个预报模型,以预测日期前一个月以及近5年内同一月份的隔日时间差数据作为训练样本,利用支持向量机预测未来涌潮到达时间。最后,通过对钱塘江沿岸多个水文站2015年农历八月初一至八月二十一的隔日时间差实例预测,验证了方法的有效性。     

浅水问题动边界数值模拟

采用基于准确Riemann解的Godunov格式求解浅水流动方程，将仅适用于平底的干底Riemann解推广到处理非平底动边界问题．在计算干底溃坝波的基础上，将该方法应用到有大片滩地的钱塘江河口涌潮计算中，能较好地模拟钱塘江涌潮在滩地上的传播过程．     

涌潮数学模型在钱塘江河口桥梁工程中的应用

钱塘江河口潮大流急,特别是汹涌的涌潮,对钱塘江河口的桥梁工程破坏力极大.应用以准确Riemann解为基础的Godunov格式,结合WLF方法模拟了钱塘江涌潮.在验证计算的基础上,预测了潮差频率为0.33%、1%、2%、5%条件下环杭州湾萧山通道工程(钱塘江十桥)桥位处的设计流速和设计流量,为桥梁工程的设计提供了依据.     

强涌潮区丁坝的围堰法施工

应用“围堰法”进行老盐仓4#丁坝工程施工，在钱塘江强涌潮区凹岩顶冲段丁坝工程施工中尚属首次，对围堰法施工丁坝的适用性，围堰设计，施工作了论述。     

曹娥江大闸闸下护坡变形原因分析及对策探讨

曹娥江大闸位于钱塘江河口地区,闸址区地基为易冲的粉砂土地基,每天承受钱塘江强涌潮冲击闸下护坡产生了结构变形,工程运行存在安全隐患。分析研究变形破坏原因,提出科学的处理方案,对工程安全运行具有重要意义。     

钱塘江九溪涌潮重塑在工程实践中的探索研究

为保护钱塘江涌潮景观、减小涌潮危害,重塑钱塘江九溪涌潮,变潮害为潮景,使涌潮可赏、可控、安全。应用KFVS格式建立二维涌潮数学模型,在实测水文资料验证的基础上,计算优化方案实施前后的流场及涌潮传播特性,从构筑物近区涌潮高度、涌高明显的岸线长度和涌高明显的区域面积等3个指标综合评判涌潮重塑效果。通过物理模型试验,模拟涌潮的形成与传播过程,分析比较各方案实施前后工程区域附近涌潮传播过程的壅高、越堤等变化情况,进一步验证了重塑效果。研究结果表明,通过优化工程布局,采取工程措施,钱塘江九溪涌潮重塑具有可行性,既能保留九溪涌潮特性,又能实现安全观潮。     

单排桩式丁坝的优点及施工

丁坝在钱塘江强涌潮区海塘建设中发挥着重要作用，单排桩式丁坝与传统的堆石丁坝比较具有承受涌潮冲击力强，不易损毁，节约抢险与维修费用等优点，对单排桩式丁坝的优越性及施工工艺流程，施工方法作了论述。     

浙江省水利河口研究院承担的国家科技重大专项《钱塘江河口二维涌潮盐度数值模拟及系统集成》通过中期检查

2011年7月1日,由课题牵头单位浙江大学组织有关专家对该院承担的《潮汐影响城市饮用水安全保障共性技术研究与示范——钱塘江河口二维涌潮盐度数值模拟及系统集成》进行了中期检查。课题总负责人、