长江口径潮相互作用下洪枯季余水位变化

余水位即潮周期内的平均水位，是河口径潮动力非线性作用的典型结果。为探究径流、潮汐及其相互作用对余水位的影响，对摩阻项进行分解，通过潮平均摩阻的各分量对余水位的变化展开研究。采用二维水动力数学模型，模拟得到长江口余水位时空变化特征；利用连续小波变换方法和摩阻计算公式，分析长江口潮平均摩阻的主要来源，建立线性回归模型，通过潮平均摩阻各分量的变化解释余水位的变化。研究结果表明：长江口余水位具有明显的洪枯季变化和大小潮变化特征，洪季余水位沿程增幅更大，大潮时余水位较小潮时更高；长江口潮平均摩阻以径流作用和径潮相互作用产生的摩阻为主，因径流量巨大，前者对潮平均摩阻的贡献始终更大；潮平均摩阻控制余水位，长江口余水位的变化由径流作用控制，在下游站点径潮相互作用的影响不可忽视。     

长江口深水航道三期工程前后北槽中上段水动力及含沙量变化特征

基于长江口北槽深水航道长期定点观测的2006,2008和2011年洪季大潮、2006,2009和2013年枯季大潮水沙数据以及2006和2013年6—8月横沙和北槽中的潮位资料,分析三期工程前后北槽中上段潮汐、潮流及含沙量变化特征。分析结果表明:①中上段浅水分潮性质增强,且M_4分潮和M_2分潮的振幅变化幅度远大于M_2分潮;中段洪、枯季大潮平均潮差均减小;②中段M_2分潮流垂线平均长轴洪季大潮增大、枯季减小,长轴向均向北偏转且椭率减少;洪、枯季大潮涨、落潮平均流速均减小,优势流减小;③余流为中段含沙量贡献最主要的驱动力,其次是M_4分潮,随后为M_2分潮;中段洪、枯季涨落潮平均含沙量均增多,优势沙减小;④中上段潮动力非线性特征加强主要受三期工程中上段缩窄加深工程的影响;南导堤加高工程是中段流速减小的主要原因;洪、枯季优势流、优势沙的差异主要受上游来水来沙的影响;泥沙再悬浮是中段悬沙的主要来源,且洪、枯季含沙量差别主要受上游来水来沙及潮流动力强度控制。     

分层型河口咸水上溯对径流潮汐共同作用的基本响应

为探究径流主导分层的河口中径流潮汐共同作用对半月周期咸水上溯距离的影响,采用概化河口对分层型咸水运动进行了三维数值模拟试验。结果表明:恒定径流量下,半月周期咸水逐日最大上溯距离表现为随潮差顺时针围绕准平衡态变化的绳套曲线,径流量越小,与准平衡态差距越大,且小潮后强烈上溯持续的时间更长,退落也更迅速;分层混合过程的时效性导致咸水运动半月周期非线性调整,在文中概化条件下,咸水状态普遍具有最大上溯发生在最小潮后2~3d和最小上溯发生在最大潮后1~2d的时间特征;根据咸水运动的规律确立工程措施中增流压咸时机,在小潮时增加上游径流量并持续7d至大潮,然后利用半月周期咸水自然退落,可达到明显压咸效果,节约枯季上游淡水资源。     

潮汐因素对广州水道洪水位影响问题的探讨

近二十年来,有关部门对广州水道洪水位年趋升高问题十分关注,并就其形成原因做了许多探讨。我们也曾对上游来水量、地面的下沉以及河网地形的变化对洪水位上升的影响,做过较详细的论述。这里,再就海洋潮汐因素对广州水道洪水位影响的问题试作探讨,为珠江三角洲的整治提供参考。一、潮汐对洪水位的影响潮汐对洪水的变化影响是复杂的,但又是有规律可寻的。现分述如下。 (一) 引潮力与天气过程和洪水径流的关系引潮力是引起潮汐的原动力。它既能引起海洋潮汐,也能引起大气潮,从而激发天气过程的     

珠江三角洲河网径流输运过程对河床地貌的影响

通过珠江河口平面二维潮流数学模型,对不同地形条件下珠江三角洲河网区径流输运过程进行了分析。结果显示河床下切导致蕉门、虎门的潮汐动力加强,分流比减小,而磨刀门的分流比则有所增加。由于河床容积的增加,主要河道余流流速均有所减少,但由于北江干流分流比的下降,其余流流速减小趋势尤为明显。     

黄茅海河口区沿程潮差异常变化研究

为探讨黄茅海河口区潮差沿程先减小后增大这一现象的机理,通过水动力数值模型,分别计算了黄茅海河口潮波传播的特点和潮能耗散计算结果表明:①在潮汐的高潮和低潮时,非线性效应对潮水位的影响较为明显,且越向上游影响越显著;②崖门射流口潮能辐聚,同时单位面积能耗率也最高,沿河道向上游,能耗率有所下降;③截面的变化和摩擦的共同作用是...     

基于实测资料的长江口潮波演变规律研究

长江口三级分汊、四口入海,潮波作用强烈。特殊的动力地貌环境,使得长江口潮波的演变过程较一般河口更加复杂。采用频谱和调和分析方法对长江口枯、洪季实测潮位进行分析,得到了长江口潮汐能量的分布特征和主要分潮的沿程变化过程。研究成果表明:洪枯季各分潮沿河道的变化趋势基本相同;由于非线性作用,随着潮波从口门向上游传播,潮汐频谱更加丰富,且能量从低频向高频发生转移,使得天文分潮逐渐衰弱,而浅水分潮不断形成和发展。此外,从不同传播通道潮波特征的沿程变化可知,南港和北港的潮波特征存在较为明显的差异。     

伶仃洋河口环流特征及其动力机制分析

基于FVCOM模型,该文建立了珠江河口三维水动力数值模式,模式覆盖了上游三角洲河网区域、八大口门区域以及伶仃洋等近岸海域。该模式的水位、流速和流向验证结果表明模式能较为准确地反映伶仃洋的潮汐潮流变化过程。对珠江河口枯季水动力特性进行了数值模拟,并基于模拟结果分析了伶仃洋余流的时空变化特征及动力成因。结果表明,伶仃洋深槽中存在表层余流向海、底层余流向陆的河口环流特征,且河口环流特征随大小潮发生明显变化:小潮期间河口环流特征较为明显,小潮后的中潮期间最为显著,大潮时河口环流特征减弱,大潮后的中潮期间表底层余流几乎均为向海,河口环流特征趋于消失。这种纵向上的余流变化特征主要是与河口斜压作用有关。此外受东北风作用,伶仃洋横向上存在一个表层余流向西,底层余流向东的横向风生环流。     

1950年代和1990年代西北江网河区水动力特征变化

采用一维三级联解方法,对20世纪50年代和90年代珠江三角洲西、北江网河进行建模和验证,同时分析洪季、枯季时网河的水动力特征。研究结果表明：模型较好地模拟了实际情况,可用于网河的水动力特征分析; 50年来西北江网河的主要汊点的分流比发生了较大改变,北江干流及其周边节点的分流比变化程度大于西江干流节点;20世纪90年代的西江干流沿程水面线普遍比50年代降低,其中西江干流上段下降更剧烈;90年代网河区潮汐动力明显增强,洪季高压区与低压区水位差减小,枯季潮汐动力控制范围增大。剧烈的人类活动引起的河道地形改变是50年来西北江网河水动力变化的主要原因。     

珠江洲头咀河段过江隧道工程极限冲刷模拟研究

珠江三角洲河网纵横交错,网河河道的泥沙来源既有上游不同径流挟带的陆域来沙,也有潮流所挟带的海域泥沙,河道水动力和冲淤特性极为复杂。以广州出海水道上段(广州-黄埔段)为例,在分析河道不同径潮组合下河道水动力特点的基础上,采用二维潮流泥沙数学模型对工程所在河道的极限冲刷进行了模拟计算。研究表明,对于三角洲复杂网河河道,认识不同的径流条件下河道的水动力特点是研究河道冲淤特性的前提。     

三峡水库运行对荆江三口分流的影响评估

荆江三口作为连接洞庭湖和荆江的纽带,历来是研究洞庭湖区防洪、航运、水环境变化和水资源利用的关键点。通过建立荆江三口分流模型,将2008—2015年枝城日实测流量和相应的还原流量作为模型输入资料,计算出有、无三峡工程情况下荆江三口的分流量。探讨了三峡水库对荆江三口发流量、分流比、断流情况的影响(此影响为径流调节和河道调整的综合影响),同时分离并探讨了河道调整对荆江三口分流量变化的影响。结果表明:有三峡工程情况下,在径流调节和河道地形调整的综合影响下,汛前消落期荆江三口多年平均分流量和分流比分别增大28.17%,9.59%,断流情况基本无变化;汛期多年平均分流量减少2.11%,分流比增长0.56%,断流情况变化不大;汛末蓄水期多年平均分流量和分流比分别减少33.87%和19.84%,松滋口和太平口断流情况无明显变化,藕池口断流天数增多且断流日期提前;枯水期三口多年平均分流量增大8.60%,多年平均分流比减小2.93%,松滋口和藕池口在有三峡工程情况下每年分别平均少断流30.43,6.80 d,太平口每年平均多断流30.86 d;其中,河道地形调整使汛期荆江三口分流量增加2.73%,汛前消落期、汛末蓄水期、枯水期荆江三口分流量分别减小16.62%,3.10%,18.49%。该结果可为洞庭湖区湖泊干旱情况、水资源利用与保护及三峡水库的运行调度提供研究基础。     

佛山市中心组团桥梁群对河道影响的数值分析

在不同频率流量和阻水程度条件下,采用一维明渠非恒定流网河数学模型,分析规划中的佛山市桥梁群对区间河道洪季行洪、枯季水环境的影响,计算洪季不同频率洪峰流量下规划桥梁群对区间河道行洪洪水位、分流比的影响,枯季时规划桥梁群对区间河道过流量、分流比的影响,结果表明,利用一维网河数学模型计算佛山市中心组团规划桥梁群对区间河道断面平均水位、流量和流速的影响,结果有足够的数值精度,是可信的。     

潮-径相互作用下大辽河口潮能通量的数值模拟

基于FVCOM建立大辽河口水动力数值模型,用数值模拟方法计算分析了潮-径相互作用下大辽河口潮能通量分布与沿程变化特征。结果表明:沿程动能空间分布与水深分布一致,势能空间分布与潮差变化一致且在沿程能量组成中占主要部分;枯水期潮能通量影响范围最远,且潮能通量总体最大,高能通量区集中在深槽和河道断面狭窄处,低能通量区在河口附近潮滩与上游河段;入海口门附近潮能通量方向在丰水期指向外海,在枯水期方向相反。研究结果可为河口沉积动力过程方面的研究提供参考。     

漓江枯水期水库补水对下游水环境的影响

漓江流域独特的喀斯特地貌和降水时间分布不均，使得年内径流变化剧烈。随着经济的快速发展，漓江的季节性缺水问题日益严重。自1987年起，位于上游的青狮潭水库开始根据旅游需求实施枯季补水，多年来对下游河道的水环境产生显著的影响。研究表明，补水工程在年内两段枯水期中对下游水环境产生的影响不同。总体来说，为满足枯水期河道航运需求，大部分时间内补水工程使得河道内流量增加，水位抬升；水温升高，变化幅度减小；溶解氧浓度降低，且变化幅度增加；每年的10-12月份影响尤为剧烈。     

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。     

黄土高原流域土地利用变化的水土流失效应

本文以黄土高原中部的油河流域为例,利用3个不同时期的遥感影像分析了1977年以来的讷河流域的土地利用变化特征,在此基础上,选择年径流深度、年侵蚀模数、汛期径流深度、汛期侵蚀模数和枯季径流深度为水土流失过程参数,通过基于流域降水与水土流失过程各参数的统计回归模拟分析,区分出了降水和土地利用等地表属性变化分别导致的流域水土流失变化过程.研究结果认为:1980年以来,流域水土流失明显趋缓,以10年为尺度得出的平均值,径流深度减少了32.75mm,侵蚀模数减少了778t/km2.水土流失的变化主要是由地表属性变化引起的,降水量变化的贡献很小.耕地面积变化和地表属性变化引起的水土流失变化具有显著的相关性,坡耕地改梯田的农田水利建设可能是导致水土流失变化的主要原因.     

三峡水库运用后武汉天兴洲分汊河段演变规律及趋势

利用武汉天兴洲分汊河段的水文与地形等实测资料,分析了水沙变化条件下本河段分流区水流动力轴线、流速与含沙量分布等变化特点,阐述了本河段水沙运动与河床演变的相互作用机制,预测了本河段的演变趋势。研究结果表明本河段分流区水流动力轴线随流量增加而逐渐偏向左侧变化,其变化规律形成了左汊的有利进流条件与较长时间维持本河段分汊的河势格局,但因上游来沙的大幅度减少,右汊冲刷幅度较左汊大,有利于右汊继续维持主汊地位。     

运用神经网络理论研究钱塘江涌潮的影响因素

 在定性分析涌潮主要影响因素的基础上,借助BP神经网络建立了盐官站潮头高度的预测模型,经检验该模型具有较好的泛化能力。结合正交试验设计理论,定量地分析了各因素对涌潮的影响程度。研究结果表明：潮头高度与下游潮汐呈正相关关系,而与河道地形呈负相关关系,当径流流量小于7 000 m3/s时,潮头高度与上游径流也呈正相关关系,超过此范围,则呈负相关关系。     

Bank erosion in a macrotidal tropical river: Exploring the relative impact of boat wash on riverbank erosion

Macrotidal tropical rivers are dynamic systems where wet‐season floods and tidal flows cause significant riverbank erosion and sediment transport. This study aimed to explore patterns of riverbank erosion and deposition in a large, tropical, macrotidal river in Northern Australia; the Daly River. In particular, we aimed to determine if recreational boat use was impacting bank erosion in this dynamic river. Erosion pins were installed at multiple levels on both banks at 10 sites along a 34 km reach of the river. Measurements were made every four to six weeks during the low water dry season, and opportunistically during the wet season (flooding period) and seasonal transition periods. A bank geotechnical assessment, riverbed cross‐sections and site bathymetry were undertaken. Whilst the wet season was a period of substantial erosion (mean rate of 0.64 mm day^?1), the highest mean erosion rate (3.6 mm day^?1) was observed in the early dry season (April to May), a period of stabilizing water levels but greatest boat traffic. Bank erosion at this time was measured on both sides of the river and the inside of meander bends, which is atypical of normal riverine bank erosion patterns, and indicative of erosion due to boat wash. As the dry season progressed, significant spatial differences in erosion rates were evident, where erosion was observed at sites upstream of a large shallow sand bar, while sites downstream from the sand bar gained material through the deposition of tidally transported sediment. This study highlights the importance of understanding the significance and interaction of various erosive factors in tropical tidal rivers and has demonstrated that boat wash may be an important contributor to dry season bank erosion in these systems. We encourage management agencies to consider the role of boats in any future river management program in these systems.     

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。