长江口边界拟合坐标的三维潮流数学模型

在正交曲线坐标系下，采用坐标变换，有限差分、交替隐式求解、动边界处理等方法，建立了边界拟合网格的三维潮流数学模型。应用在长江口潮流场的计算中，得到了与长江口实测潮流，流速和流向相一致的结果，能较好地反映长江口复杂边界和地形下的三维潮流变化。     

基于非结构网格的长江口二维三维嵌套潮流数值模拟

三维数学模型多应用于局部水域,无法模拟模型周边的大范围流场.为解决此问题,基于非结构网格有限体积法,建立了长江口二维三维潮流嵌套数学模型.模型嵌套边界采用近似处理方法,假设嵌套边界处网格单元分层水平流速服从多项式分布,该处理方法嵌套边界处的三维计算存在一定误差.将模型应用于长江口大范围水域潮流模拟计算.结果表明,潮位及二维三维潮流验证良好,计算精度满足规范要求,这说明该方法能够模拟大范围水域的二维及三维潮流运动.     

长江口全沙数学模型研究

在正交坐标系下，建立了能较好拟合长江口边界的平面二维潮流和全沙数学模型。应用１９９６年洪、枯两季大、中、小潮水文泥沙资料和１９９５年、１９９６年地形及８３１０和８６１５台风暴潮引起的南北槽淤积资料，对长江口的潮位、流速、流向、含沙量特别是南北槽的地形变化和航道回淤进行了验证，结果表明该全沙数学模型较好地复演了长江口流场、含沙量场和地形变化。     

长江口全沙数学模型研究

在正交坐标系下，建立了能较好拟合长江口边界的平面二维潮流和全沙数学模型。应用和９９６年洪、枯两委大、中、小潮水文泥沙资料和１９９５年、１９９６年地形及８３１０和８６１５台风暴潮流引起的南北槽淤积资料，对长江口的潮位、流速、流向、含沙量特别是南北槽的地形变化和航道回淤进行了验证，结果结果该全沙数学模型较好地复演了长江口流场、含沙量场和地形变化。     

长江口北支围垦对其水动力影响的数值模拟分析

20世纪50年代以来,上海市和江苏省两地对长江口北支实施了大规模围垦,使北支河宽大幅度缩窄,地形边界显著改变。在利用MIKE21_FM构建长江口—杭州湾二维垂向平均潮流数学模型,并用实测数据对模型进行验证的基础上,对北支大规模围垦前后的潮流场进行了模拟分析。研究结果表明：大规模围垦后,北支全河段平均高潮潮位抬升,平均低潮潮位降低;中上游河段涨、落潮流速增大,下游入海河段涨、落潮流速减小;南北支涨潮流汇流点上提至南北支交汇的崇头,涨潮动力增强。     

长江口和杭州湾潮流数值模拟及水体交换的定量研究

利用无结构三角形网格建立了长江口和杭州湾平面二维有限元潮流数学模型,在模拟了长江口和杭州湾潮流场的基础上计算了欧拉余流场,通过长江口和杭州湾交汇处南汇嘴海区水平断面的水交换通道和垂直断面的水交换通量等分析手段和途径,对长江口和杭州湾的水体交换的范围进行了定量计算和讨论.     

EFDC模型在长江口及相邻海域三维水流模拟中的开发应用

基于公开代码的EFDC(Environmental Fluid Dynamics Computer Code)模型,建立了范围包括长江下游段、长江口、杭州湾及邻近海域的三维水流数值模型。用Deflt3D附带软件得到了长江口海域正交曲线网格剖分,更好地实现了网格与地形边界的拟合;并在模拟浅滩动力过程中,设置最小水深条件限制,成功地消除了复杂浅滩地形情况下原模式运行出现负水深的局限。利用10个潮位站的实测潮位以及9个流速测站的水流流速资料对模型参数进行了验证和率定。模拟结果能够与实测值较好地吻合,各站模拟计算潮位值相对误差小于10%,。率定、改造后的模型不仅能够较好地模拟反映长江口海域三维潮汐及水流运动,而且还能对潮流运动特征进行分析。该模型可用于长江口海域相关问题的进一步研究。     

人工粘性、动边界及其在河口二维水流计算中的应用

本文就附加人工粘性以增强计算格式的稳定性和引用动边界以适应平面边界随潮位的变化这两个问题进行了分析。综合前人研究的基础上,建成了几种平面二维人工粘性项的结构形式,介绍了动边界的两种处理方式。分析了利用人工粘性抑制由于动边界的引用造成的局部不稳定的问题。通过对某电站升船机下游引航道非恒定的计算和长江口南支潮流场的计算试用,结果是令人满意的。     

长江口水流盐度数值模拟

利用长江口平面二维水流盐度数学模型，模拟计算了4种水文组合条件下径流和潮流对盐水入侵的影响．探讨了长江口拦门沙地区盐度随水流的扩散输移规律．利用长江口北槽三维水流盐度数学模型分析了盐度梯度引起的斜压项对水流的影响，以及航道增深对盐水入侵的影响．     

潮汐水域油污染计算

采用河口海岸三维模型(POM模型)计算了杭州湾、长江口的潮致流场.在此基础上,对杭州湾北岸的中港、星火和金山3个排污口冬、夏两季排放的含油废水油浓度分布进行了数值模拟.计算结果表明,在杭州湾、长江口以半日潮波占支配地位,其潮流场以M2分潮为主;在长江径流的影响下,潮致余流组成不甚明显的不对称顺时针方向的涡旋,有利于污染物向杭州湾外输移.从污染物向杭州湾外输移的情况来看,以中港较为有利,星火次之,金山较差.在现有计算条件下,取排污口油浓度初值为10 mg/L,3个排污口排出的含油废水均可达到国家Ⅲ类水质的标准.     

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。     

黄河河口水沙运动的二维数学模型

本文针对黄河河口河道水沙潮波的特点，从水流连续方程、运动方程，泥沙运动方程出发，补充了潮流挟沙能力的计算公式，建立了黄河河道河口二维数学模型。以1982年实测资料，从潮位过程、流速大小和方向及海底冲淤变形等方面对数学模型进行了验证计算。在此基础上开展了典型水沙条件下黄河河口泥沙运动规律的模拟研究。其结果揭示了黄河河口清水沟所处海域的潮流潮汐特性和泥沙输移规律。这些成果与实测资料以及卫星遥感分析结果一致，进一步表明了模型的可靠性。     

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。     

水沙数学模型技术在长江河口整治中的应用

为给河口整治提供参考和借鉴,基于DELFT3D模型系统建立了长江河口水沙数学模型,并利用实测水文、泥沙数据进行了率定、验证。大量实测资料验证结果表明,该模型的潮位、潮流和含沙量模拟平均精度分别可达91%,86%和72%,模型具有较好的模拟精度。该模型在长江河口治理规划研究、整治工程方案设计、施工设计、航道治理等方面应用效果良好,可为相关整治工程的决策和设计提供一定的技术支撑,值得进一步推广应用。     

潮汐河口泥沙物理模型设计方法

潮汐河口水流系一典型的非恒定往复流，水沙运动、泥沙模型的设计远较河流模型复杂，许多问题尚无定论。本文论述了潮汐河口各类泥沙模型的相似律，指出了各类泥沙模型选沙的主要原则和时间变态的处理方法。     

温州浅滩围涂促淤工程泥沙数值模拟研究

建立了波浪潮流泥沙数学模型,对瓯江口温州浅滩围涂促淤工程效果进行了数值模拟研究。通过多个促淤方案的淤积效果模拟计算,推荐了最佳促淤方案。推荐的最佳促淤方案与定床浑水淤积物理模型试验推荐的方案一致。     

港珠澳大桥对伶仃洋河口潮流环境的影响

伶仃洋为弱潮河口,潮差较小,平均潮差为0.86～1.69 m,最大潮差为2.29～3.36 m.伶仃洋潮汐动力远远强于径流动力,潮流是塑造和控制滩槽格局的主要动力因素.通过伶仃洋河口潮流物理模型试验,研究港珠澳大桥建设对伶仃洋河口潮流动力环境的影响.研究结果表明:港珠澳大桥的建设对潮底动力环境影响的范围和强度表现为东部人工岛附近较强,西部桥区附近相对较小;近桥局部区域潮位及流场的变化比较明显,远离桥轴线5 000 m以外区域变化较小.     

河口导堤对水沙运动影响的二维数值模型

以黄河河口潮流泥沙有限元数学模型为手段，对在河口口门设置与不设置双导流堤两种情况下的入海水流泥沙运动进行了计算和分析。结果表明由于设置河口双流导堤后河口入海水流集中，能够阻断水流的横向流动和水流漫滩，使得入海水流比无导流堤时挟沙能力增加，加大了泥沙向外海的输送量。计算比较表明，最大垂线平均含沙量出现的位置外推距离约920m；在大潮时最高潮位的影响在距离口门约 9～23km的范围内。研究结果认为设置导堤后泥沙在口门附近的淤积范围和数量减少，淤积厚度最大点的位置向外海推进了230m，有利于把河口泥沙输送到深海，效果明显。     

Hydrodynamic modeling and characterizing of Lagrangian flows in the West Scott Creek wetlands system,South Carolina

With increased recognition of the value of tidal wetlands and their defining hydrology, the need for better understanding of tidal flow and mixing characteristics is vital to any wetland restoration and enhancement projects and studies. A numerical modeling study was carried out to study the mixing and transport processes in the tide dominated West Scott Creek Estuary, South Carolina. The West Scott Creek estuary is a system of meandering tidal creeks and salt marsh between Edisto Island and the Edisto Beach barrier island. A coupled, depth-integrated hydrodynamic and particle transport model was developed. The model was calibrated and verified against a set of field-measured hydrodynamic data and the model-predicted water elevations, velocities and discharges were in good agreement with the field measurements. The hydrodynamically calibrated model was coupled with a particle tracking module to quantify the residence time distribution and associated transport mechanisms in a spatially varying situation. Computed residence time distribution, under tidal forcing, indicates a strong spatial variation and a non-monotonic distribution along the thalweg of the creek. The model computed a residence time of 4.92 days at the head of the creek. Numerical analysis of the Lagrangian flow field indicated varying mixing regions (strong and weak) within the wetland and the result is anticipated to provide useful information to assess the impact of coastal development in and around the West Scott Creek estuary including the restoration of tidal hydrology.