防城港湾物质输运时间尺度的数值模拟

为研究防城港东、西湾物质输运的时间尺度,建立了防城港湾物质输运数学模型,以保守物质为示踪物探讨了东、西湾滞留时间的空间分布以及防城江流量、潮差、湾内地形等因素对湾内滞留时间的影响。结果显示：在防城港湾口海域,滞留时间在不同计算条件下一般为１０～７０ｈ,向湾顶方向逐渐增加可超过３００ｈ;防城港湾的滞留时间空间分布上呈现明显的湾顶大于湾口、浅滩大于深槽的整体特征;滞留时间与防城江径流量的三次方呈极好的函数关系;防城江的部分来水通过东、西湾顶的水道向东湾输运,对防城港东湾的水交换有一定的影响;在西湾,潮流的冲刷能力约为径流冲刷能力的３.２倍,潮流的作用导致西湾的滞留时间大幅减少。     

感潮河段底床阻力特性分析

为更好地了解长江感潮河段的底床阻力特性,在实测资料的基础上,结合流速对数分布的假设及谢才公式和曼宁公式给出了适合长江梅子洲河段(感潮河段)糙率的计算公式,并将公式加入到二维有限元水动力数学模型HSCTM中。数值计算的水位、流速及流场均显示了糙率公式的合理性;从尼库拉兹实验出发结合希夫林松的阻力公式从理论上探讨了摩阻流速和糙率高度之间的关系,并采用长江感潮河段的实测资料印证了两者之间存在间接的线性关系。     

垂向平均含沙量计算方法初探

从2种悬沙垂向分布公式出发,结合对数流速分布公式,导出2种常见垂向平均含沙量计算方法的比值关系表达式。讨论了2种方法的区别与联系:两者不一定相等,比值可以大于1,也可以小于1,当近底相对水深稍大(如大于0.01)时加权平均含沙量小于算术平均含沙量,与实际相符;2种垂向平均含沙量的差异主要由悬沙及流速垂向分布不均匀性引起。对2种方法的实际应用情况进行了初步分析。     

近岸水流挟沙力探讨

在比较挟沙力公式中两种常用水动力因子的基础上,从二维垂向悬沙扩散方程出发,推导了垂向平均含沙量的计算方法,提出适用于近岸海域的新挟沙力公式.公式形式简洁、物理意义清晰,并在两个海域得到了较好的应用.与两个常用的挟沙力公式相比计算精度更高,表明所提出的挟沙力公式具有较高的应用价值.