黏性非均匀沙的冲刷

黏性非均匀沙起动和冲刷研究对于河口海岸工程的设计和安全具有重要的意义.在作者从概率论和力学角度所提出的黏性非均匀沙起动摩阻流速公式的基础上,建立起黏性非均匀沙的起动流速和冲刷率公式.在钱塘江河口河床获取2个钻孔共28个岩芯,进行起动和冲刷水槽试验.起动流速公式计算值与沙样起动试验数据符合良好,表明该公式能较好反应黏性非均匀沙的起动现象.进而根据冲刷试验资料确定了冲刷率公式的指数和冲刷常数,发现未充分固结的淤泥冲刷率与相对剩余切应力的二次方成正比,而固结已久的淤泥冲刷率与相对剩余切应力呈线性关系,冲刷常数分别为(2～3.5)×10(-5)m/s和(1～2)×10(-6)m/s,两者差一个数量级.     

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。     

潮汐河口动床洪水的数值模拟

潮汐河口洪水水位受流域来水和海域潮汐双重作用,动力机制复杂,在特大洪水作用下,河口床面边界还将发生显著变形,造成水面相应明显升降,以致用定床模型预报洪水位误差很大。本文以钱塘江河口为例,采用Delft3D数学模型对潮汐河口洪水水位进行二维数值模拟试验。在定床和动床模型均取得良好验证的基础上,进一步预报洪水过程,发现定床模型可产生近1m的计算误差;而动床模型则能比较精确地计算整个洪水过程的水位,最大误差不超过0.08m。因而预测冲淤幅度较大的潮汐河口的洪水水位最好采用动床数学模型。论文还就洪水位的空间分布探讨弯道水面横比降随洪水流量的变化。     

黏性非均匀沙的起动概率

基于概率论与力学结合的方法，探讨了黏性非均匀沙的起动问题．将促使颗粒运动的外力矩大于颗粒保持静止的外力矩视为泥沙起动的临界力学条件，通过作用力臂的统计处理以反映颗粒在床面排列的随机性，并基于瞬时底流速的概率分布和试验资料建立起适合黏性非均匀沙的起动概率公式．其中作用力包括推移力、上举力、水下重力和黏性力，而黏性力表达式则根据因次分析和交叉石英丝试验得到，涉及到泥沙非均匀性、干密度和水压力等影响因子．摩阻流速的计算值与试验值的比较表明，起动概率和相应临界摩阻流速公式合理地刻画了非均匀沙起动的随机力学特性，考虑因素较为全面，对无黏性和黏性的非均匀沙均适用，可供潮汐河口非均匀沙冲刷预测时使用．     

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.     

港口吞吐量的马氏链 时序分析预测

通过比较分析时间序列分析（TSA）和马尔科夫链预测方法,研究港口吞吐量科学预测的新方法.组合温州港近20多年的历史吞吐量数据,分别采用TSA和马尔科夫链进行预测.将TSA与马尔科夫链校正模型相结合,进行港口吞吐量预测.结果表明,上述复合模型较之TSA模型平均预测精度提高50%,较之单一的马尔科夫链平均预测精度提高75%.根据吞吐量实际数据的验证结果,建立马氏链-时序分析预测模型.结果表明,该模型能够同时反映吞吐量序列的增长趋势和随机波动性,更符合港口吞吐量的实际变化情况.     

杭州湾围垦工程引起的岸线变化对水环境的影响分析

近几十年来,杭州湾两岸开展大规模滩涂围垦工程,分别选取1997年、2007年、2015年作为代表年份,建立对应年份的杭州湾二维平面数学模型,分1997—2007年和2007—2015年两个阶段模拟分析杭州湾岸线变化对湾内典型污染物输移规律及变化特征的影响.研究显示:①1997—2015年期间,湾内南岸累计围垦约498 ...