基于水动力数值模拟的罗源湾水体交换周期及纳潮量计算EI北大核心CSCD

为了分析罗源湾水动力特性及流场情况,建立了基于Mike21的罗源湾水动力数学模型,经率定得到模型湾内海域Smagorinsky系数为0.28,糙率为0.024~0.035,风拖曳系数为0.0010~0.0015。利用该模型模拟计算了罗源湾水体交换周期及纳潮量,结果表明:涨落潮时,罗源湾流速在0.20~1.56 m/s,湾口及可门水道水动力条件好,北岸及西北角水动力条件较差,北岸受湾外海域潮波影响程度低于南岸;罗源湾水体半交换周期约为15 d,15 d、30 d、45 d和60 d后罗源湾水体平均交换率分别为48.5%、69.3%、78.8%和85.5%;秋季时罗源湾平均纳潮量为5.73亿m^(3),大潮纳潮量为7.07亿m^(3),小潮纳潮量为4.40亿m^(3)。建议在罗源湾入海污染源通量管控过程中,综合考虑海域自身水动力条件,合理控制罗源湾西北角入海污染物排放量。     

基于数值方法的城市人工湖泊水体交换研究

为定量分析和定性掌握引调水作用下城市人工湖泊的水体交换能力,以某城市人工湖泊为例,建立了水动力和对流扩散模型,通过获得湖内保守性物质含量的分布,计算了人工湖的水体更新时间和水体交换率。模型依据实测水位资料得到校准和验证。计算结果表明,主湖区的水体更新时间较短,不超过10 d,湖区整体更新时间最短可达13 d,水体交换率最大可达94%。内湖水体受其半封闭性形态限制更新时间较长。对内湖及湖周死水区域采取增加抽注水等工程措施,可显著改善湖内水体交换效果。研究结果有助于理解湖内水体中的物质输移过程,可用于人工湖泊的规划设计和调度运行的决策管理,对其他同类型城市人工湖泊的水体交换研究具有一定的参考作用。     

横琴岛中心沟规划水系水体交换效果模拟研究

横琴岛中心沟规划水系为珠江三角洲感潮河网水系,水系内存在多个相互连通的环路,水动力条件差异较大。部分区域水体交换能力较差,容易导致局部的污染蓄积。为了掌握水系在外江潮汐影响条件下水动力水质变化规律,采用DELFT SOBEK软件对水闸联合调度条件下的中心沟规划水系进行了水动力水质数值模拟,获得了非稳态浓度推移过程和水体半交换周期等指标,为水系规划提供了技术支撑。     

潮汐河口挖入式港池水体交换研究

以珠江口南沙港区挖入式港池为例,通过数学模型模拟了港池的水体交换状况,模拟结果表明港池尾部水体交换率最低。利用港池内外存在潮位差的关系,通过人工水渠的方式有效提高了港池尾部水体的交换速率,有效解决了挖入式港池水体交换缓慢的问题。     

官厅水库妫水河口拦门沙疏浚的数值模拟研究

利用一、二维嵌套的不平衡输沙数学模型。对官厅水库妫水河口拦门沙疏浚挖槽方案进行了数值模拟。分析了影响挖泥槽回淤的各种因素。并通过对几种典型的挖槽方案进行计算分析。提出了合理的疏浚挖槽方案。     

长江口和杭州湾潮流数值模拟及水体交换的定量研究

利用无结构三角形网格建立了长江口和杭州湾平面二维有限元潮流数学模型,在模拟了长江口和杭州湾潮流场的基础上计算了欧拉余流场,通过长江口和杭州湾交汇处南汇嘴海区水平断面的水交换通道和垂直断面的水交换通量等分析手段和途径,对长江口和杭州湾的水体交换的范围进行了定量计算和讨论.     

河口、海岸的水波数值模拟

综合分析了河口、海岸中水波的数值模拟内容,介绍了几种典型的水波数学模型、数值技术、软件系统及其在河口、海岸中水波的数值模拟的应用实例。     

珠江河口三角洲数值模拟技术研究进展

综述了珠江河口三角洲水域近5年来的数值模拟技术研究成果。分析表明,目前数值模拟技术正朝着水系整体模拟、多要素耦合模拟、多方法有机集成、系统框架下局部水域重点深入研究的方向发展。建立珠江河口水域的数值化研究平台,集成各种信息和分学科技术,支持区域水资源综合开发、利用、保护和管理,是今后数值模拟技术研发和应用的趋势。     

水流与潮流作用下沙丘演变数值模拟

泥沙问题逐渐成为水利工程中的一个重要课题,其对港口航道等与人们生产生活相关方面的影响越来越显著。本文应用ADI格式离散求解浅水方程,并结合采用Euler-WENO方法求解地形演变方程,经验证得到了较好的对比结果。建立的模型应用于对河口拦门沙演变的研究,探讨了水流大小不同以及在潮流作用情况下拦门沙的最终演变结果。     

黄河河口潮流和泥沙淤积过程数值分析研究

用有限元方法对黄河河口海域的潮流海洋动力过程进行了数值模拟和分析;通过对典型时刻河口潮流流速矢量图和流速等值线分布图的分析计算,验证了黄河河口门外以及渤海湾和莱州湾交界点存在的两个高流速场;通过入海泥沙淤积厚度等值线平面分布及其变化过程、淤积厚度沿入海流路纵向的变化过程和海底典型高等线+1m,0m和-1m变化过程对河口海岸冲淤、海底变形过程进行了动态跟踪模拟和分析,所得结果与实测资料和遥感解译图像分析基本一致。     

河口导堤对水沙运动影响的二维数值模型

以黄河河口潮流泥沙有限元数学模型为手段,对在河口口门设置与不设置双导流堤两种情况下的入海水流泥沙运动进行了计算和分析。结果表明由于设置河口双流导堤后河口入海水流集中,能够阻断水流的横向流动和水流漫滩,使得入海水流比无导流堤时挟沙能力增加,加大了泥沙向外海的输送量。计算比较表明,最大垂线平均含沙量出现的位置外推距离约920m;在大潮时最高潮位的影响在距离口门约 9～23km的范围内。研究结果认为设置导堤后泥沙在口门附近的淤积范围和数量减少,淤积厚度最大点的位置向外海推进了230m,有利于把河口泥沙输送到深海,效果明显。     

黄河调水调沙对河口及其三角洲的影响和评价

分析了黄河调水调沙运用期进入河口的水沙条件,然后从三个方面包括防洪形势、生态环境变化、岸线变迁等,对黄河调水调沙运用对河口的积极影响进行了概括总结,文章最后指出:调水调沙作为河流治理最具生命力的举措和发展方向,如何发挥其更有效的作用,应切实注意解决好以下四个方面的问题:①调水调沙运用应注意解决多目标、多效应的协调和实现;②在进行调水调沙运用时,还应着力塑造相对有利的包括河床边界条件在内的其它相关条件;③应着力加强水文水情和河床演变趋势预报工作,科学决策调水调沙运用的时机和方式;④应科学对待调水调沙运用进入河口的泥沙问题。     

水沙数学模型技术在长江河口整治中的应用

为给河口整治提供参考和借鉴,基于DELFT3D模型系统建立了长江河口水沙数学模型,并利用实测水文、泥沙数据进行了率定、验证。大量实测资料验证结果表明,该模型的潮位、潮流和含沙量模拟平均精度分别可达91%,86%和72%,模型具有较好的模拟精度。该模型在长江河口治理规划研究、整治工程方案设计、施工设计、航道治理等方面应用效果良好,可为相关整治工程的决策和设计提供一定的技术支撑,值得进一步推广应用。     

平原河道支流水量交换数值模拟方法

简要介绍了4种平原河道支流水量交换的模拟方法,即干支比法、调蓄滩地法、调蓄单元法和反分析求解法．并应用这4种模拟方法分别计算了苏州河与黄浦江的水量交换．其结果表明,调蓄单元法和反分析求解法具有较高的模拟精度．     

瓯江口滞流点运动规律数值模拟

利用MIKE21软件建立瓯江口二维水流数学模型,研究不同径、潮流条件下滞流点位置的移动规律,并结合历史资料,分析了滞流点迁移对河口拦门沙的动力影响。研究表明:径、潮流水动力的改变,会改变滞流点的位置,其移动规律与口门拦门沙浅滩演变有密切关系。径流量较小时,滞流点上溯,在南北口内均形成滞流点活跃的动力平衡带,口外拦门沙冲刷;当径流量增大时,南北口滞流点下移引起拦门沙淤积,但向口外延伸的程度将受到分流比和河床地形的影响。     

海河口平面二维潮流水沙数学模型研究

针对海河口水沙输移及边界特点,建立了海河口平面二维潮流水沙数学模型。采用1995年10月5～6日小潮及11～12日大潮的实测资料对模型进行系统验证,结果表明,模型计算的潮流流速和含沙过程与实测资料较接近,涨潮、落潮流场与流场变化过程也较符合实际。该模型可为海河防洪排涝与河口治理开发研究提供技术手段。     

黄河河口水沙运动的二维数学模型

本文针对黄河河口河道水沙潮波的特点,从水流连续方程、运动方程,泥沙运动方程出发,补充了潮流挟沙能力的计算公式,建立了黄河河道河口二维数学模型。以1982年实测资料,从潮位过程、流速大小和方向及海底冲淤变形等方面对数学模型进行了验证计算。在此基础上开展了典型水沙条件下黄河河口泥沙运动规律的模拟研究。其结果揭示了黄河河口清水沟所处海域的潮流潮汐特性和泥沙输移规律。这些成果与实测资料以及卫星遥感分析结果一致,进一步表明了模型的可靠性。     

瓯江河口入海水沙通量的变化规律

根据瓯江流域圩仁水文站1950-2008年的实测流量资料和1956-1998年的实测输沙量资料,采用水文学和数理统计学方法,分析瓯江河口入海水、沙通量的变化规律及其相关性,并对人类活动的影响进行了探讨。研究结果表明:瓯江多年平均入海流量和悬沙通量分别为442m3/s、61.9kg/s;入海水、沙通量具有明显的年际和季节变化特征,沙通量的变幅要大于水通量;瓯江洪枯季流量、输沙量悬殊,洪峰暴涨暴落,是输水、输沙最集中时期;入海水、沙通量之间具有较好的峰、谷对应关系,但1975年特大洪水导致流域侵蚀模量发生较大变化;紧水滩、石塘水库的建成和运行,对瓯江入海径流起到了明显的调节作用,水沙通量年内分配趋于均匀化。     

新水沙条件下的黄河河口治理

分析了黄河河口未来来水来沙的变化及其影响,从人类活动要与自然协调共处出发,讨论了在新来水来沙条件下黄河河口治理中的几个主要问题,包括入海流路、三角洲演变、防洪抗凌、水资源、生态环境和湿地保护、社会经济规划布局以及河口管理等。指出了尽管黄河水少沙多的基本特性不变,河口的演变规律就不可能有大的变化,但正确的人为干预是非常重要和有效的,这为治理方案的研究留出了很大空间。水资源是黄河河口治理的核心,根本出路在于调整产业结构、大力建设节水型社会和提高用水效率。黄河河口存在的种种问题之间具有密不可分的联系,必须采取综合治理的方法,进行统一管理。河口治理是黄河全流域治理的一部分,必须统筹兼顾,合理发展。