黄河口汛期泥沙分布特征及其对水流结构的影响

本文以黄河口汛期六船同步测验取得的水文泥沙资料为基础，得到含沙量与流速的垂向分布经验式，据此了解黄河口汛期的泥沙分布特征：泥沙异重流的含沙量垂向分布很不均匀，随水深的增加含沙星迅速增加；流速随水深分布均匀，无论是上层清水还是下层泥沙异重流流速都较大。并利用室内粒度分析资料研究泥沙对水流结构的影响。     

破除船闸引航道异重流淤积的试验研究

异重流泥沙淤积是船闸引航道泥沙淤积的重要组成部分，本项研究采用局部概化实体模型，通过不同方案的对比试验，探讨了破除三峡枢纽上引航道异重流淤积的工程措施。     

泥沙絮凝与异重流的关系及排沙途径探讨

以往人们对无粘性粗颗粒多泥沙河流的泥沙运动规律研究较多,但不能以此套用粘性细颗粒少沙河流中泥沙的运动情况.泥沙粒径是絮凝的重要因素,颗粒愈细,其比表面积愈大,颗粒集成絮团的作用愈强.水的化学成分是形成絮凝的关键因素.细颗粒泥沙在含有大量钙、镁离子的江河中流动,细颗粒泥沙很容易形成絮凝结构网,当满足利查逊数时就成为异重流.可以考虑采用异重流进行排沙.根据产生异重流的条件,采用异重流排沙有两种方法,即加入化学药品法和加入细颗粒泥沙法.但其前提条件是预报洪峰和沙峰到达的时间和水库大坝应设置底孔.     

异重流潜入条件分析及立面二维数值模拟

本文对水库异重流的潜入条件进行了理论分析，并用立面二数学模型作了数值模拟，探讨了影响异重流潜入条件的几个重要因素。     

黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅰ--黄河口切变锋

采用三维数学模型研究黄河口泥沙输运过程,并利用实测资料对模型进行了检验。数值模拟结果揭示了黄河口切变锋的时空运动过程及其对河口泥沙传输的作用。黄河口切变锋在涨、落潮时段存在两种不同的形态,分别历时2小时左右。切变锋在浅水区域产生,向深水区移动,经历2小时左右消失,它的产生是由于近岸区域与10 m深线以外区域的潮汐相位差所导致。切变锋对河口泥沙的向海传输有重要的阻隔作用,导致河口泥沙集中在切变锋的向岸一侧随落潮流向北侧传输,在涨潮时河口向海排沙量降低,少量泥沙随涨潮流沿岸向南传输。长期的地貌演化表明切变锋对河口的淤积和侵蚀分区有重要的控制作用,导致河口泥沙在其向岸一侧沉积,是长时间尺度的河口地貌演化对短时间尺度河口沉积动力过程的重要响应。     

白石水库泥沙问题的试验研究

白石水库是辽宁省大凌河干流上的控制骨干性工程，大凌河含沙量较高、输沙量较大、为多沙河流、泥沙问题较多。为此，采用整体和局部两个物理模型进行了较为深入的研究，解决了模拟全沙、异重流等技术难点，揭示了库区和坝区泥沙的冲淤规律，并进行了水库运用方式的确定、泄流排沙建筑物布置方案的选择，水库长期淤积发展的试验及坝前水流及泥沙特性研究等。     

三峡工程临时引航道泥沙淤积数值模拟

本文针对三峡工程临时引航道泥沙淤积问题,建立了异重流数学模型,对临时引航道的泥沙淤积进行了数值模拟,计算结果与观测资料符合良好。模型计算还区分了引航道口门段平面环流带来的淤积量和异重流淤积量,说明引航道的泥沙淤积主要发生在汛期水流含沙量较高时期,异重流淤积超过80%。计算还说明,引航道的泥沙淤积随水深和含沙量而增大。     

黄河口潮流与泥沙输移过程的数值研究

黄河口的海洋动力输沙能力受径流、潮流和波浪等动力条件的影响,是个十分复杂的问题.本文利用MIKE21模型建立了渤海水域大模型和黄河口水域的小模型,大模型为小模型提供外海边界条件.利用渤海水域验潮站的分潮资料对大模型进行了验证,计算值与实测值符合良好.黄河口水域小模型计算研究了多个人海流路口外水域的潮流过程和潮流输沙能力,计算结果得到黄河口水域新、老口门附近存在三个高流速区,最大潮流速在1.7m/s左右,自渤海湾向莱洲湾的强大沿岸流输沙是黄河口潮流输沙的主要形式,分析计算口外泥沙净通量得到刁口河、原河道和现行清8流路、马新河、北汊流路和十八户流路口外水域向口门两侧10km外和外海的输沙量占利津沙量百分数分别为51.04%、39.27%、29.94%、17.75%、12.96%和7.22%,年均输往外海沙量分别为3.00亿t、2.18亿t、1.66亿t、0.99亿t、0.72亿t和0.40亿t.计算得到的清水沟原河道的潮流输沙能力与多年资料分析结果基本一致.     

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。     

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。     

珠江磨刀门河口洪季泥沙絮凝机理研究

基于珠江磨刀门河口2013年7月现场观测的悬浮物资料,综合同步测验的盐度、流速、悬沙浓度、水温,以及室内泥沙粒度分析数据,探讨了该区域泥沙絮凝特征及其主要影响因素,结果发现:磨刀门悬沙现场粒径平均达91.7μm,而平均分散粒径仅29.3μm;小潮泥沙絮凝较大潮明显,潮周期内憩流时刻絮团最大,可达200μm;絮凝效应垂向差异显著,表现为中层最大而表、底层较小;功率谱分析得到现场粒径具有3h、8h和24h的变化周期,其中8h与平均落潮周期相近,24h则与全潮周期相近。研究表明,控制磨刀门悬沙絮凝的因素主要为流速,絮凝临界流速约45cm/s;盐度则在弱动力条件下(流速50cm/s)控制着河口泥沙絮凝,最佳絮凝盐度为21‰;悬沙浓度和温度对絮凝影响不显著;垂向水动力及盐度差异是导致絮凝效应垂向差异的主要原因。     

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。     

黄河口海向来沙探讨

利用黄河口实测水文及潮汐资料分析计算了海向来沙情况。结果表明：海向来沙量与陆向来水来沙条件有关,两者表现出此强彼弱的特性,并且当陆向来水来沙较小时,海向来沙量较大;海向来沙量的大小除了与陆向来水来沙条件有关外,还与口门的边界条件等有关。同时指出,如果未来陆向来水来沙量持续偏枯或特枯,那么海向来沙量的变化及其对河口治理的影响还有待详细观测和进一步研究。     

长江口悬沙含量垂向分布数值模拟

根据长江口北槽和南槽实测的水沙资料，利用垂向一维悬沙数学模型模拟了长江口悬沙含量及其分布，并对摩阻流速和临底悬沙含量进行了简要分析。结果表明，计算值与实测值较为吻合。     

舾装码头工程对大辽河口水沙运动的模拟分析

以盘锦舾装码头工程为背景,建立二维潮流泥沙数学模型,对工程建设前后海域潮流泥沙运动变化进行模拟分析。研究表明,舾装码头及引堤工程缩窄了盖州滩东侧至双台子河口的主流通道,周围海域水动力条件发生了一定变化,其潮流场受影响范围基本在5 km左右;舾装码头前沿含沙量变化梯度较大,大辽河口东、西水道处含沙量变化不明显。     

黄河河口海岸二维非恒定水流泥沙数学模型

针对黄河河口海岸岸线变化剧烈和含沙量变幅大的特点，开发和建立了适合黄河河口海岸应用的平面二维动边界非恒定水流泥沙数学模型。验证表明，本模型可以较好地模拟黄河河口海岸泥沙输移和冲淤变化，为研究和解决多沙河口海岸的泥沙问题提供技术手段。