太浦河河道洪水演算

太浦河是太湖洪水的骨干排洪河道,也是太湖向下游供水的骨干河道,其主要功能是承泄太湖洪水和杭嘉湖涝水,兼有防洪、排涝、供水、灌溉、航运、旅游、改善水环境等多种功能.本文主要通过河道一维水力学数学模型,用四节点Preissmann格式解完整的圣维南(de Saint Venant)方程组,计算出不同洪水频率(5a、20a、50a一遇)下的太浦河河道各节点的水位和流量,分析了太浦河沿岸各侧向人流对其的影响,为太浦闸的调度提出了一些意见.     

长江口粘性细泥沙有效沉速与相关因素的关系

利用20世纪70年代至今不同时期、不同测点的长江口泥沙垂线分布和流速资料,用Rouse公式拟合法计算得到相应的长江口悬沙有效沉速.计算分析结果表明:①长江口悬沙有效沉速主要集中为1.0～10.0 mm/s;②含沙量和切应力是影响悬沙有效沉速的主要因素;③悬沙有效沉速和含沙量的关系为Wf=4.94C0.87;④悬沙有效沉速和切应力的关系为Wf=2.96τ0.59;⑤在河口地区,悬沙有效沉速比理论沉速和实验室模拟沉速都要大一个数量级左右.在分析大量实测资料基础上为长江口泥沙输运及沉积研究提供了更接近于实际情况的悬沙有效沉速公式.     

长江口枯季盐度锋对深水航道及横沙东滩圈围工程的响应特征

盐度锋作为长江口重要物理现象,对潮流、物质输移及沉降过程都有着重要影响。该文应用MIKE21软件建立了长江口二维水动力及盐度输运模型,探究深水航道及横沙东滩圈围工程对长江口枯季南北槽及北港盐度锋的影响,得出以下主要结论：南北槽盐度锋均呈双锋面结构,且主锋面(盐度梯度最大)均位于第一锋面处;但北港盐度锋呈单锋面结构。深水航道工程单独作用时,南北槽主锋面强度降低并向上游移动,南槽第二锋面基本消失,北槽第二锋面略有增强;北港锋面强度升高且向上游移动。横沙东滩圈围工程单独作用时,盐度锋的变化与深水航道工程单独作用时整体类似,且南北槽及北港主锋面变化程度更为显著,但南北槽第二锋面变化微弱。两工程共同作用时,南北槽盐度锋主要受深水航道工程控制,横沙东滩圈围工程会削弱南北槽主锋面强度;北港盐度锋主要受横沙东滩圈围工程控制,深水航道工程会削弱北港锋面强度。     

近海人工岛及沙坝工程与潮流的响应特征研究

北戴河新区位于最具发展潜力的环渤海经济圈中心地带,为满足旅游业发展需要而建的人工岛和保护旅游海滩而建的人工沙坝对近海潮流动力有不同程度的影响。该文基于MIKE21 FM模块通过大、中、小模型三层嵌套的方式建立洋河-葡萄岛近岸海域潮流数学模型,研究分析人工岛及沙坝工程建设前后的潮流动力变化特征,得到下列主要结论:工程建设后研究区域的主体潮流特征仍为顺岸往复流,流速变化量涨潮大于落潮;人工岛工程对流速场的影响范围和程度均明显大于沙坝工程,其中人工岛工程引起的流速变化量是沙坝工程的4倍;人工岛的建设使其内部形成一个相对封闭的水域,流速近乎为零,而养滩工程区在两侧水工建筑物和水下人工沙坝的掩护作用下流速基本减小至0.10 m/s以下。     

大厂镇江段污水排江近区的剖面计算

本文建立的潮汐流动中垂向排污的近区计算模型，为ｋ－ε双方程精细模型，当采用有限控制体积法将各方程离散后，用压力校正法求解流场和浓度场。模型经潮汐水槽资料验证，并对长江大厂镇江锻５个排污方案进行了分析计算，计算结果合理可靠。     

温排水在河口潟湖海岸中输运的三维模拟与分析

大唐国际王滩电厂位于渤海湾西侧,排水口附近有河口、潟湖以及港口等地貌和工程,温排水在此复杂水域的输运特征具有典型的研究价值。该文以此电厂温排水为研究对象,采用MIKE 3软件和双重嵌套网格技术建立三维水动力及温度耦合模型,利用2017年5月和8月实测潮流及温度数据对模型进行合理性验证。模拟和分析了不同潮流动力、风作用以及温排水条件下温升效应特征。结果表明:温排水条件对温升起控制作用,排水量和排水温度是影响温升分布的二个关键要素;风动力作用对于温升影响较大,风生流对温升平面分布产生重要影响;由于该海域为弱潮区,不同潮流作用造成的温升差异较小。     

欧拉法和拉格朗日法比较分析人工岛工程下水体交换特性

基于MIKE21软件建立二维潮流、保守物质输运和粒子追踪模型,采用欧拉法和拉格朗日法比较分析水体交换时间尺度的异同点,探究金梦海湾近岸人工岛建设对水体交换的影响,结果表明:①运用欧拉法和拉格朗日法计算得出研究区域内余流的大小和方向基本一致,且斯托克斯余流比拉格朗日余流小一个量级;②工程后,汤河口内余流减小80%-90%,莲花岛附近区域余流比工程前增大10-60倍;③余流的大小和方向对金梦海湾近岸水体交换有一定影响,即工程后水体半交换时间在海域减小,汤河口内部增加;④运用拉格朗日法与欧拉法计算得出水体交换时间分布相似,且拉格朗日法计算的驻留时间受粒子释放时刻的影响较大,尤其是潮间带和东侧开边界海域的变差系数CV值最大可达1.5。     

秦皇岛海域夏季温排水对流扩散特征

随着沿海电力行业的迅速发展,大量温排水可能在夏季引发海洋热污染问题。为评估秦皇岛海域的夏季温排水对海洋环境的影响,该文应用MIKE 21 FM模块,通过大小模型双重嵌套技术建立该海域的水动力和温盐耦合模型,并利用2017年8月潮流、温盐实测资料进行参数率定和模型验证,模拟计算了实时风况下电厂夏季温排水造成的海域温升场。秦皇岛海域温升场随涨、落潮流运动,沿岸移动距离大,海向移动距离小;与小潮相比,大潮时水动力略强,但由于大潮排水温度较高,导致河流入海口处水温较高,口门外海域受潮流对流的主控作用,温升影响范围更大;新开河邻近海域受东侧码头的影响,落潮流时温排水扩散范围较涨潮流大,且于落憩时刻达到最大。     

长江口盐水入侵对海平面上升的响应特征

基于MIKE3软件建立了潮流作用下长江口三维水动力及盐度输运数学模型, 采用实测潮位、流速、流向以及盐度资料对模型进行了验证。运用验证好的数学模型对海平面上升后长江口枯季盐水入侵进行了模拟, 从而分析海平面上升条件下长江口枯季盐水入侵的响应特征, 得出以下结论:海平面上升1 m后, 北支上段、南支、南北港以及南北槽的盐度均上升, 南支平均盐度均超过0.45 psu, 北支中下段的盐度却明显减小;海平面上升后潮汐的作用更强, 北支下段底层层化现象减弱, 北支径流动力增强, 表层层化现象增强, 表层Richardson数达150;南槽Richardson数底部减小, 表层增大, 但垂直结构趋势变化不明显。     

长江口洪季水动力对海平面上升的响应特征

考虑到海平面上升对长江口水动力构成的严重威胁,该文基于MIKE21软件建立了长江口二维水动力数学模型,采用实测潮位、流速以及流向资料对模型进行了验证。对相关文献和IPCC报告进行总结归纳,得到2100年海平面保守上升值约为0.5 m。运用验证好的数学模型对海平面上升0.5 m后长江口洪季水动力进行了数值模拟。计算结果表明:海平面上升后,涨潮时间增长,落潮时间缩短;海平面上升0.5 m后,长江口南北支、南北港以及南北槽高潮位增加了0.43 m–0.46 m,高潮位增幅沿程向上减小,北支上段涨潮动力受阻较明显(潮位增幅较大);海平面上升0.5 m后,北支流速增幅比南支大,北支上段落潮流量增幅达82.8%,对北支水道的发展有利。总体而言,海平面上升对目前长江口沿岸的标准构成了一定威胁,但对已经衰退的北支水道有利。