大型海洋倾倒区悬浮物迁移扩散的数值模拟

以温州港进港航道疏浚工程的某大型海洋倾倒区为例,在验证良好的区域二维潮流数学模型的基础上,结合均匀分布函数设置的随机模型建立悬浮物迁移扩散模型,模拟该倾倒区附近海域在单船抛卸工况下产生的悬浮物质量浓度增量分布变化过程,得到周围海域悬浮物最大质量浓度增量分布情况.通过与相同情况下采用固定点源设置的模型计算结果进行比较,讨论对大型倾倒区采用随机点源设置的合理性及必要性.探讨随机点源设置与倾倒区尺度的关系,认为在瓯江口以外海域,对面积>1 km2的倾倒区作业期间悬浮物迁移扩散进行数值模拟,有必要采用随机点源设置.     

复杂水文条件下围涂工程的龙口合龙技术

多流域水系在围垦工程围区内汇合,增加了围垦工程龙口合龙施工的难度。以浙江省乐清市胜利塘北片围涂工程为例,探讨了上游复杂水文条件下龙口段高低潮沟处理、龙口保护的措施和龙口施工对上游排涝的影响,介绍了采用预测潮位过程优化龙口堵口的方法。     

温州半岛浅滩二期围涂工程促淤方案初步研究

随着高滩资源的日益减少,低滩资源的开发利用逐渐引起沿海各地政府和技术人员的重视。低滩围垦的关键问题是促淤方案的比优。以温州浅滩二期围涂工程为例,提出了筑坝促淤方案,并通过模型试验研究,验证了方案的可行性。     

钱塘江潮流对多桥的复杂响应

钱塘江河口已建及拟建桥梁多座,多桥对潮流场的联合作用至今知之甚少。采用Delft3D数学模型就单桥、多桥不同组合方案对钱塘江河口流场进行系列数值试验,藉以探讨潮流对多桥的复杂响应。与无桥情形相比,单桥上下游流速普遍减缓,大潮涨急时下游壅水区可达十余公里之远,桥位越靠下游流场变化越显著。潮流对多桥的响应复杂,在多桥联合作用区域,潮流速显著减小,同一观察点流速随桥梁数增加而渐次降低。在多桥的上下游,桥梁对潮位的影响叠加,而在多桥范围内,这种影响部分相抵。桥墩阻水作用使桥上游进潮量减小,多桥时进潮量的减小甚为可观。     

夏季江苏射阳河口附近海域富营养化特征

为了解射阳河口附近海域水体富营养化程度,于2021年夏季对该海域表层水体进行采样调查,运用富营养化指数评价法和潜在性富营养化评价模式进行分析。结果表明,该海域主要超标要素是无机氮(DIN)和活性磷酸盐(DIP),无机氮和活性磷酸盐的平均质量浓度分别为0.757 mg/L和0.022 mg/L,DIN劣于第四类海水水质标准的站位比例达75.00%。所有站位富营养化指数(E)≥1,其中中度(39)富营养化的站位数量占比约66.67%,且氮磷比相差悬殊(除10号站位氮磷比小于16之外,其余站位均大于22,最高达218.19),广泛处于磷的潜在限制富营养状态。经与历年研究区域及其他河口调查结果进行比较,发现射阳河口富营养化程度在四个比较河口中处于中等水平,富营养化程度逐年加剧。因此,对入海河流上游陆源污染治理是防止海水富营养化的关键。     

胶州湾海域泥沙淤积数值模拟

建立了平面二维泥沙数学模型，对胶州湾海域的潮流场进行了数值模拟，在计算域中选8个潮流验证点，一个潮位验证点，计算结果表明，该模型是可靠的，与实测资料是吻合的，在此基础上对泥沙运动及淤积进行了数值模拟研究，给出了胶州湾海域一年及四季的淤积量。     

海滩围垦工程施工局部冲刷问题分析

沿海地区海滩围垦工程围区在施工过程中随着潮水涨落,围区内外会产生较大的水头差和围涂区域引起冲刷．施工工序安排的不合理所形成的围区内某些区段低高程段过窄是造成影响冲刷的主要原因,对围区施工过程、围区潮汐和冲刷流速计算和围区冲刷机理的分析发现,对施工区域的合理分段、制定和调整施工工序可以有效减少海涂冲刷．     

二维浅水间断流动数值模型在涌潮模拟中的应用

为模拟涌潮、水跃、溃坝波、浅水变形后的波浪、闸门突然开启形成的涌浪等浅水间断流动,应用有限体积法求解二维浅水方程,界面通量采用基于Boltzmann模型的动力学流矢量分裂（KFVS）格式,建立基于无结构三角形网格的二维浅水间断流动数值模型,模型在空间上具有二阶精度.在钱塘江两次涌潮实测资料验证的基础上,模型预测了钱塘江河口治理设想方案实施后的潮位、潮差、流速和涌潮等水动力因素的变化.模型较好地模拟了涌潮到达时刻潮位急剧抬高、流速迅速从落潮转为涨潮并达到极值的间断现象.计算结果表明,提出的计算格式健全、稳定,可以广泛应用于浅水间断流动的数值模拟.     

舟山海域垂直方向上水动力特征数值模拟分析

通过对舟山海域三维结构网格的建立,划定5个进出口边界,形成一个封闭的计算域。运用计算流体力学方法,基于ADCP流速走航试验实测资料,建立海水模型,Fluent求解器对该海域垂直方向上进行水动力特征数值模拟。实验结果显示,水动力特征数值模拟计算结果与实测资料拟合良好;垂直方向上的流速随海水深度增加而逐渐减小;同一水位点涨潮时的流速始终大于落潮时的流速;海底粗糙度对海域流速影响不大。基于该数值模拟模型,结合日后在该海域摘箬山岛南侧安置海洋环境自动观测站,对验证模型的可靠性以及计算得到整个海域的数据资料具有重要意义。     

烟台港栾家口港区海上溢油数学模型

为了研究海上溢油油膜的扩散及漂移,建立了烟台港栾家口港区附近海域二维水动力数学模型,模型网格采用有限元三角网格剖分模型,用调和分析法确定模型边界条件。溢油油膜的扩展及漂移考虑了风场和流场的作用,并借助水槽试验验证油膜扩展公式的正确性。对栾家口港区溢油模型进行潮位、流速以及流向验证,说明模型的适用性。依据所建立的溢油模型,对栾家口港区附近海域在不同风况条件下溢油运动轨迹及扩展范围进行了计算。分析了不同溢油点瞬时溢油与连续溢油的油膜运动轨迹的成因、比较了不同工况油膜扩展过程,为海上溢油事故影响范围预测和应急处理实施提供了重要的理论依据。     

飞云江口风暴潮增水影响因子分析

通过对飞云江口历史风暴潮曾水的统计分析,表明飞云江口风暴潮增水大小主要受台风和上游来水因子的影响．利用回归分析和统计方法,建立风暴潮增水与台风、天文潮、上游来水等因子之间的相关关系．认为台风和上游来水因子对风暴潮增水大小有直接影响,天文潮因子主要对风暴潮增水的时间分布起到影响作用,上游来水是造成风暴潮增水大小的另一个重要因子,飞云江口风暴潮最大增水一般出现在涨潮期内．     

椒江河口大潮潮流特性的数值分析

采用平面二维三角形单元显性有限元潮流模型对椒江河口大潮潮流特性进行数值模拟,分析了椒江河口的大潮潮流特性,为海门港的建设和台州湾海域的水环境保护提供依据。     

沿海围垦对防灾功能影响的景观生态机理研究 ——以钱塘江河口海湾为例

以钱塘江河口海湾为例,应用景观生态学与海洋动力学理论以及景观特征量化分析方法,探讨沿海岸地貌结构与潮能耗损之间的关系、滩涂围垦对沿海防灾功能的影响.通过多元线性回归分析,建立潮差削减率与景观特征指标间的综合模型.通过模型分析和实测数据表明：舟山本岛和钱塘江河口段大规模滩涂围垦与开发建设,改变了沿岸景观结构和边界复杂度,使水动力作用减弱,潮差削减率减少,河口段潮差不减反增;河口洪水受潮水顶托作用加大、排水不畅导致河口海湾抵御灾害的功能减弱、加剧了水涝灾害的发生.探讨了沿海滩涂围垦与湿地合理利用的科学途径.     

长江口北槽枯季混合与层化特征分析

通过分析长江口北槽2016年枯季水流、盐度实测资料,揭示了水流、盐度的大小潮、涨落潮周期变化特性。采用Simpson的势能差异函数对北槽混合与层化的时空变化进行分析,指出北槽中上段势能差异极值出现在涨憩落憩时刻,北槽下段势能差异极值出现在涨急落急时刻。采用改进的一维势能差异方程分析了北槽枯季潮汐应变、重力环流、河流效应和潮汐搅动的时空变化及对应关系,得到水体混合与层化趋势是由这四者相对大小决定,其中影响大小潮层化变化的机制是潮汐搅动、重力环流和河流效应。发现重力环流是涨潮期间促进河口层化的主要动力机制;河流效应在落潮期间偏大,潮平均作用强于潮汐应变,整体促进河口层化;大潮的潮汐搅动比小潮大1～2个量级,削弱了大潮的层化作用。并且证实改进的一维势能差异方程能够较好地解释长江口区域的混合层化特性。     

洋山海域三维潮流和余流特征的数值模拟

基于最新的水下地形数据和非结构网格,利用有限体积海洋模型（FVCOM）,建立洋山海域高分辨率水动力数值模型,研究该海域建港工程后潮流和余流的三维动力学特征. 结果表明,峡道西部涨潮流大于落潮流,东部相反. 南岛链以南海域流速均大于北岛链以北流速,峡道窄口处出现高流速区和环流现象,涨潮流表层最大流速可达2.88 m/s. 涨憩时刻,南岛链南岸和北岛链北岸都形成表层向北、底层向南的表-底层环流,落憩时刻相反. 落急时,深水航道处出现表层向南、底层向北的表-底层环流. 受围海造地工程后地形影响,峡道内M₂分潮潮流椭圆主轴均沿岸线方向. 与工程前相比,峡道效应增强. 洋山海域整体以海向余流占优,但峡道内形成陆向余流. 峡道窄口处存在余流分离现象,峡道西部余流滞流点东移.     

利用涨落潮水流冲刷河口闸闸区淤积

河口挡潮闸闸区及其上下游河段淤积是冲积性河流河口比较常见的现象 .通过水槽模型试验 ,探讨了利用涨潮与落潮产生的潮位差冲刷闸区及其上下游河段河床淤沙的水力冲淤方式 ,对不同水力条件下水闸冲淤方式及冲淤效果进行了比较系统的研究     

摩阻对涌潮的影响

通过建立一维涌潮数学模型,以概化矩形断面河道为对象,对不同糙率下的潮波变形进行分析比较. 计算得出随糙率增大,潮波上溯过程中,波形变化缓慢,涌潮强度、高度及影响范围减小,糙率大到一定程度将没有涌潮发生,得到河道摩阻对涌潮的阻碍规律.     

潮汐对鸭绿江口湿地入侵种禾叶慈姑分布的影响

河口湿地的特殊环境使其容易成为入侵植物的桥头堡。近年来我们在鸭绿江口湿地发现了一种原产北美,为东亚地区首次记录的慈姑属水生植物Sagittaria graminea,依其种加词的含义,我们将其中文名定为＂禾叶慈姑＂。调查表明,该外来种已有4个主要居群分布在鸭绿江河口湿地近30 Km的江岸边,最大的一个居群其斑块覆盖的总面积已超过2 000 m2且具有强烈的排它性,显示出典型的入侵种特点。研究表明,对一定水位或潮汐性淹没的要求是该种生长在岸边低位湿地的主要原因,水体的盐度会限制其向近海河口湿地的分布。分析了该种可能的入侵途径及生态风险。     

基于径向基函数网络的钱塘江涌潮模型及其应用

利用径向基函数（RBF）网络的最佳函数逼近性能，建立了盐官站涌潮潮头高度的预测模型.钱塘江涌潮与其影响因素之间存在复杂的非线性关系，模型的预测精度主要取决于影响因子的识别与训练样本的选择.实测资料检验表明该模型具有良好的泛化能力.应用该模型分析了在不同水动力与河床边界条件下，大规模治江围涂工程对盐官潮头高度的影响.结果表明，在不同河势条件下治江围涂工程引起的涌潮变化存在差异，对于顺直江道，盐官大潮潮头高度降低了0.17 m，而对于弯曲江道，则抬高了0.39 m.