钱塘江涌潮年内变化特征及其影响因素

为探求钱塘江涌潮变化特征及其影响因素,分析丰水年2019年涌潮自动观测站数据并与附近水文站数据进行比较。结合涌潮观测期间的潮汐、径流等条件的分析可知,丰水年2019年涌潮高度总体大于2018年。受年内上游洪水的影响,美女站最大涌潮出现在径流相对较小的9月。盐官站主要受外海潮汐大小影响,最大涌潮高度出现在7月。丰水年盐官站涌潮高度与潮差呈现良好的线性关系。该线性关系式可为丰水年涌潮强度的年内预测提供计算依据。     

“烟花”台风对钱塘江涌潮影响的数值模拟

2021年7月25日“烟花”台风登陆于浙江舟山,恰逢天文大潮期,对钱塘江涌潮产生了较大的影响。为研究该强台风对涌潮的影响,建立了台风暴潮作用下的涌潮数学模型,采用“烟花”台风登陆期实测数据进行数学模型的验证,模型较好地复演了台风登陆期潮位和涌潮的变化过程。拟定计算方案以分离台风的直接和间接影响,计算结果表明:受“烟花”台风登陆时的逆风影响,台风对盐官河段涌潮的直接影响明显较间接影响小。“烟花”台风登陆时盐官潮差为3.59 m,盐官—老盐仓的涌潮传播速度增加7.7%,一线潮和回头潮的潮头高度平均增加0.30和0.22 m。“烟花”台风使盐官一线潮和老盐仓回头潮的潮到时间分别提前62和65 min。     

新型竖轴潮流发电支撑结构的力学及模态分析

针对新型竖轴潮流发电支撑结构进行精细化建模,在3种不同工况下对结构进行线性静力分析,并在极端工况下对结构进行几何非线性静力分析,最后对结构整体进行模态分析。研究表明,几何非线性静力分析更接近实际情况,分析得到的最大应力比线性静力分析得到的最大应力略大;需注意杆件交点处或结构不同部位组合连接处,该处结构应力最大;水轮机正常运转时的频率不在结构自振频率范围之内,因而不会发生共振。     

钱塘江涌潮对风场响应的三维数值研究

台风作用下钱塘江涌潮观赏性强,破坏力大。结合台风期实测潮汐资料分析,基于三维数学模型研究了顺风和逆风条件下恒定风况对钱塘江涌潮水流的影响,得到了不同风况对涌潮高度、流速、传播速度和涌潮潮景的影响程度。顺风作用导致涌潮高度、流速和传播速度均增大,风速愈大,增加幅度愈大,涌潮流速沿水深分布愈不均匀。在顺风30 m/s风况下,盐官涌潮高度增加5%,涌潮流速增大33%,涌潮传播速度加快37%;顺风作用下,老盐仓回头潮更强,回头潮水位更高,反映了台风期间老盐仓经常出现回头潮翻越海堤堤顶的情况。逆风作用与顺风作用相反。计算结果与实际情况在定性上一致。     

基于TFD模型对大小长山岛海域潮流能估算

基于潮流场评估的数值模型(tidal flow development,TFD)对大连大小长山岛之间海域的潮流场进行数值模拟,得到该海域沿水深平均的潮流场分布。模型计算和实测结果接近,可得出该海域潮流为明显的往复流,最大流速可达到2 m/s,较适合进行潮流能开发应用。结合有效影响因子SIF评估方法对该海域潮流能进行评估,大潮期间最大瞬时峰值潮流能储量为90 MW,可开发利用总装机容量达到18 MW,年平均发电量3.3×10~7 k Wh。结果表明,该数值模型可有效弥补潮流能流速实测资料不足的问题,为准确评估潮流能储量提供一种有效的方法。