感潮分汊河段二维浅水非恒定潮流数值模拟研究

长江下游河段受径流和潮汐双重作用,潮流动力机制复杂,且下游河道形式多以分汊河段为主,河床边界蜿蜒曲折。以汊道众多的扬中河段为例,建立了感潮河段二维浅水非恒定潮流数学模型。模型计算结果表明,模型精度高,潮位和断面流速分布合理,流量过程与实测值差别不大,能精确复演感潮分汊河段的潮汐水流运动过程。通过枯水大潮期模拟,以汊道分流比变化做为主要分析目标,发现潮流界附近的扬中河段涨潮动力不强,汊道分流比涨潮期趋向于无序状态,而落潮期则持续时间较长,分流比稳定在落急时刻附近。     

不同水文条件下通州沙河段沿程分流分沙特征

通州沙河段受径流与潮流双重作用,江中沙洲、暗滩交替分布,江心洲滩冲淤演变剧烈,航道边界条件不稳定。通过三维水沙数学模型对天然河段洪、枯季水流条件的沿程分流、分沙比及滩槽过渡断面的水沙交换特征进行分析。结果表明,通州沙东水道是主要的涨落潮通道,落潮时上游分流比约90%,往下游分流比逐渐减小至75%左右;涨潮时东水道下游分流比约70%,上游段受西水道漫滩流影响东水道分流比增至85%~90%。洪、枯季落潮期间通州沙东水道的分沙比较对应的分流比有所增加,洪季涨潮期间通州沙东水道的分沙比较对应的分流比有所减小,枯季时变化相对不明显。通州沙下段左缘水流交换和悬沙交换的格局相同,均以槽向滩为主,狼山沙右缘水沙交换通量较小。     

长江口整治工程对分水分沙年际变化的影响分析

为了研究长江口深水航道整治工程对水文泥沙过程的影响规律,基于1998~2009年长江口南北港、南北槽的水沙测验资料,分析了整治工程引起的南北港、南北槽分流分沙变化。结果表明,整治工程的实施对南北港涨落潮分流分沙比、净泄潮量及净泄沙量影响不大。一期工程的实施后,北槽落潮分流、分沙比减小,南槽落潮分流、分沙比增加;二期工程实施中,南北槽的落潮分流、分沙比均保持在较为稳定的状态;随着三期工程的实施完毕,南槽的落潮分流、分沙比持续增加,北槽的落潮分流、分沙比呈减小的趋势。     

长江口北支近期水流泥沙输移及含盐度的变化特性

为了保障长江口北支的航运功能,满足沿江两岸引排水需求,对20世纪70年代以来长江口水文观测资料进行分析.结果表明:近期北支分流比持续减少,涨潮分流比大于落潮;洪、枯季涨落潮分沙比呈减小之势,且均大于相应的分流比.近年来,泥沙倒灌南支现象有所减弱;北支河段受径流影响逐渐减小,主要受潮流作用影响,但随着下段喇叭口逐渐收缩,...     

上游径流变化对长江澄通河段汊道分流比的影响

通过设定上、下游水位边界条件,利用平面二维潮流数学模型模拟了不同径流条件下长江澄通河段涨、落潮过程,分析了其中福姜沙、如皋沙和通州沙河段分汊河道分流比的变化情况。结果表明：随着上游来流量的增加,福姜沙和如皋沙河段主汊分流比先减小后有所增大,而通州沙河段主汊分流比不断减小。分析上游来流变化对各主要汊道演变的影响表明,上游径流总量的减少使福姜沙和如皋沙主汊分流比减少,不利于河段主槽的发育;在上游水利枢纽工程“削峰”的影响下,河段各主汊的分流比均有一定程度的增加,使主汊更容易得到维护和发展。     

感潮河段潮流量测验测次分布对潮量计算精度的影响

针对长江下游苏通大桥桥位河段的水文地质特性,对涨落潮分别采用3种潮流量测验测次分布方案,研究潮流量测次分布对潮量计算精度的影响。以连续实测潮流速资料推算的涨落潮量作为真值,将各不同测次方案下推算出的涨落潮量与之比较,进行误差分析。结果表明：潮量计算精度随着测次的增加而提高;目前感潮河段采用落潮流1 h施测1次的常规测次方案较为合理;涨潮流0.5 h施测1次会导致涨潮量系统误差偏小,净泄量比实际值偏大,继而影响桥位河段潮量计算精度和水资源量的控制,需要进行误差校正。     

荆江汊道分流分沙变化及特性分析

长江荆江河段汊道分布较多.荆江段河道汊道的变化主要受上游宜昌水文站来水、来沙量的影响,下游河道的裁弯取直也对汊道的变化有一定的影响.描述了荆江主要汊道的形态、特性及变化情况,着重分析了汊道分流分沙变化及特性,从不同角度探讨了汊道的形成、变化原因.采用简易法对汊道的分流进行了计算,并与实测的分流、分沙资料进行了对比分析.计算成果与实测成果误差在6%以内,可以采用简易法,根据上游水位和河道断面资料计算分流分沙比.     

长江下游铜官山河段河床演变分析

长江下游铜官山河段沙洲、边滩虽多,但除了成德洲汊道外,其它对航道影响很小.河床演变分析表明:上段成德洲顺直分汊河道高水位时,主流位于左岸左汊,低水位时位于右岸右汊.分沙比左汊大于分流比,右汊分流比大于分沙比,左汊演变胜于右汊.中下段的汀家洲至太阳洲鹅头型分汊河道受上游成德洲影响,主流顶冲安定街形成崩坍,其程度自上而下递增,崩坍部位逐渐下移,太阳洲头日益弯曲.目前,刘家渡以上护岸段渐趋稳定,下游江岸则处于坐弯形势,主流紧靠左岸,整个大江向左移动.汀家洲尾至荻港镇段河道则基本稳定.     

分汊河道水沙运动特性及其对河道演变的影响

以实测资料为依据,从理论上分析得出了稳定分汊河段的水面纵比降大于单一河段;分析了分汊河道进口段的水沙运动及输沙特性以及对汊道演变的影响;基于平衡输沙原理,分析得出了分流分沙变化对分汊河道冲淤影响的关系式,即分汊河道的冲淤演变与上游来沙量、主支汊分流分沙比及其变化等因素有关。     

长江下荆江监利河段乌龟洲汊道分流分沙变化及演变特征分析

监利乌龟洲汊道位于长江中游下荆江河段中部,属于典型的弯曲分汊型河道.重点分析了2010～2018年长江中游下荆江河段乌龟洲汊道分流分沙及断面演变特征.结果表明:该河段断面形态基本稳定,受三峡水库清水下泄、洞庭湖洪水顶托相互影响,断面年际间变化冲淤互现;分流分沙较稳定,右汊为主汊.从上游河势变化、汊道分流分沙变化及人类活...     

长江口盐水入侵特征及规律

在分析长江口2002年3月枯季全潮水文测验资料的基础上,建立了“长江口—杭州湾—舟山群岛”海域大范围二维水流盐度数学模型,对长江口盐水入侵的特征及规律进行了研究。结果表明:受北支盐水倒灌影响,时间上南支某些水域不同于一般的涨(落)憩时盐度达到峰(谷)值,而是涨憩时盐度达到谷值,落憩时盐度达到峰值;空间上南支盐度分布在大潮期间呈现出“高—低—高”的格局,口门处的盐度在涨憩时明显大于落憩时,数值模型计算结果与实测数据分析相一致。同时,通过对北支潮径动力分析可发现,外海潮差越大,上游径流量越小,北支盐水倒灌南支的可能性越大,即北支口分流比随上游径流量呈指数增长,而与外海潮差成反比。研究成果可供研究长江口盐水入侵科技人员参考。     

长江口北支水道水沙特性分析

从实测资料出发,结合水流数值计算成果,对长江口北支水道的水流、泥沙和含盐度等资料进行分析,得出了北支水道的水沙特性,并分析了水沙变化与河床变化的相互关系.北支水道在1958年南通河段河势控制后,径流分流比逐年下降,并渐趋稳定于3%左右.北支水道受径流影响越来越小,主要受潮流作用.随着水沙特性的逐年变化,北支水道0 m以下槽蓄容量逐年减小,并渐趋稳定,北支上段为逐年淤积最快的区域.由此反过来影响了水沙条件的进一步变化,使北支上段平均潮差增加,北支的会潮点由崇头附近下移至青龙港附近.     

珠江河口磨刀门口外东西两汊实测分流比分析

磨刀门是珠江河口八大口门中泄洪量最大的口门,口外已形成稳定的东西两汊滩槽格局及中心拦门沙。两汊的分流比是磨刀门河口治理的重点关注问题。根据磨刀门河口及口外东西两汊2015年9月10～11日大潮同步水文观测资料,分析了东西两汊实测流速、流向及分流比特征。结果表明:东西汊总体以往复流为主,在转潮过程会出现一定的旋转流;落潮时表层流速大,底层流速小;涨潮时底层流速大,表层流速小,在转潮时刻会出现短暂表落底涨的现象;西汊的落潮量分流比大于东汊,且净泄量分流比为66%,是磨刀门入海口的主要泄水通道;而东汊的涨潮量分流比大于西汊,是磨刀门入海口的主要涨潮通道。因此,在磨刀门口外治理规划时,需重点考虑东西两汊的自然演变及分流比情况,保证其泄洪纳潮的功能。     

河口河相关系及其受人活动的影响

运用10余条入海河口的资料建立以落潮流量为自变量的河口经验 河相关系。但因落潮流量与河宽、断面面积有关的非独立自变量，基于涨、落潮（包括径流）的输沙平衡概念，得出了平衡条件下河口沿程各断面浇潮流量与径流及其潮流历时的关系式，从而使非独立自变量成为独立自变量，便于分析和预测人类活动对河口的影响，据此，对浙江省几河 流河口的现状及人类活动（ 引水、建水库、挡潮闸）后，河口淤积的实际资料进行了验证，其 平均误差为15％。     

强涌潮河口河相关系及其验证

分析并提出了有涌潮的强潮河口的河相关系式,其平均水位下的断面面积可用落潮时的流量(含径流量)和含沙量计算,结果较符合实际情况,但强涌潮河口河宽大、水深浅,仅采用涌潮系数仍有一定的误差,如改用涨潮流量和含沙量,则可大幅减小计算误差.本文还给出了潮汐河口纵向河宽放宽率和面积放大率的定义和计算公式.利用钱塘江河口治理前后50年的实测资料,对130 km长河段的相应断面特征、河宽放宽率、面积放大率以及弯道特征计算式进行了验证,取得了满意的验证结果.     

Comprehensive analysis on the sediment siltation in the upper reach of the deepwater navigation channel in the Yangtze Estuary

The results from both the field measurements and numerical simulation were reported to comprehensively analyze the sediment siltation in the upper reach of the Deepwater Navigation Channel Project in the Yangtze Estuary after the project has been implemented. In this research, firstly some basic information about the river evolution in the Yangtze Estuary is analyzed, including the variations of water depths in the Hengsha Passage and the inlet cross-sections of the North Passage and the South Passage, and changes of diversion ratios of ebb flow and sediment flux in the North Passage and the South Passage, Then the Delfl3D-FLOW model is applied to simulate the hydrodynamics and sediment transport in the Yangtze Estuary. This model has been calibrated and the simulated results agree well with the measured data of the tidal levels, flow velocities and suspended sediment concentration （SSC）, indicating that the model can well simulate the hydrodynamics and sediment transport of the Yangtze Estuary caused by the Deepwater Navigation Channel Project. The research results show that the development of the Hengsha Passage and decrease of diversion ratio of ebb flow and sediment flux in the North Passage are the main reasons of sediment siltation in the upper reach of the Deepwater Navigation Channel in the Yangtze Estuary.     

赣江入鄱阳湖尾闾东西河分流比变化规律分析

赣江尾闾在南昌段的裘家洲、扬子洲首次分为东、西河,其分流比变化特性直接影响到下游河道的稳定、防洪、航运、水生态水环境等方面的安全问题。影响分流比的因素众多,主要选取了过流条件和入湖水位两个因素,采用资料分析和模型试验的方法,分析了赣江东、西河分流比变化规律及其影响特征。对1998年以来裘家洲分流口东、西汊的断面演变状况进行了对比分析,结果表明:西汊在不同水位条件下的过水面积增大是西河分流比增大的主要因素;西河入湖水力比降降低幅度较东河要小,东河甚至出现了倒比降,这些均是影响分流比的重要因素。为此,进行了试验研究,试验结果表明:东河入湖水位对分流比的影响相较于西河而言更为显著,水位的变化幅度与分流比的变化呈线性相关关系,而且随着流量的减少,对分流比的影响更为敏感;西河分流比的变化与流量呈线性关系,东河分流比与流量则呈幂函数关系。