沈家门渔港输沙机制及对浚深响应

采用二维潮流泥沙数学模型和悬沙通量机制分解法,探究多通道狭长型海湾沈家门渔港悬沙输移规律及输沙机制,并分析其对海湾疏浚工程的响应.结果表明,受岛屿阻滞和地形限制,海湾泥沙输移主要由潮流驱动,潮流泥沙的输移规律表现出极强的复杂性.净输沙趋势主要由欧拉余流和斯托克斯余流共同作用的平流输沙主导,含沙量滞后引起的潮泵效应对净输...     

福建围头湾悬沙输移机制分析

根据福建围头湾大潮期间潮汐、潮流、悬沙实测资料,分析水流输运,同时利用机制分解法,将悬沙净输移通量分解为平流项、潮泵效应项和垂向净环流输移项,对悬沙输移的动力机制进行分析讨论。结果表明:金门岛东侧余流,部分流向湾口,部分流向安海湾。金门岛与大嶝岛之间的余流,沿涨潮流向湾内,悬沙净输移方向和余流方向保持一致;平流输沙对悬沙净输移起主导作用;水域潮泵输沙贡献较大;垂向净环流输沙影响较小。     

三门湾海域悬沙输运特征及其影响机制*

基于2013年洪枯季三门湾海域12个测站潮流和含沙量同步观测资料,运用机制分解法研究三门湾枯季和洪季悬沙输移变化特征,探讨不同水动力因子的贡献率。结果表明：1）无论是洪季还是枯季,三门湾的欧拉余流和斯托克斯余流从小潮至大潮逐渐增大。欧拉余流方向基本向海,斯托克斯余流绝大部分向陆。单宽输水量的大小和方向主要由欧拉余流决定。2）枯季时三门湾海域“平流输沙（T1+T2）”对单宽输沙量绝对值的贡献率最大,其中T1项最大贡献率可达83%;“潮泵输沙项（T3+T4+T5）”的贡献率在湾中区域最大。洪季时,三门湾的平流输沙项的贡献率降低,而潮泵输沙项贡献率增大。3）无论是洪季和枯季时,三门湾泥沙净输运个别站位（SM08和SM11）输沙方向相反,其他站位的规律基本一致。     

西沙门悬沙输移机制分析和讨论

以西沙门水沙实测资料为依据,运用悬沙通量机制分解法将悬沙净输移通量表示为多个动力影响项,讨论区域内悬沙输移的时空特征,分析认为平流输沙在研究区域内为主要输沙项,"潮泵效应"输沙项为次要项。从涨落潮、流速和含沙量的变化过程讨论其动力机制,结果表明:西沙门悬沙浓度在潮流作用下具有明显的潮周期变化,悬沙沿岸输移;平流输沙中欧拉输沙项主要取决于潮动力大小,斯托克斯输沙项受潮波非线性效应影响;"潮泵效应"输沙与泥沙悬浮"滞后效应"、涨落潮流流速的非对称性和当地悬沙浓度相关。     

河口垂向二维悬沙输移数学模型

针对窄深的潮汐河口建立了沿宽度方向积分平均的垂向二维悬沙输移数学模型,潮流场的模拟采用三维MOHID模型,悬沙对流扩散方程采用Galerkin有限元法进行求解。利用该模型模拟了长江口北槽段潮流输沙过程,计算结果与实测资料较好吻合,表明了该模型能够模拟窄深的潮汐型河口地区悬沙输移过程。     

长江口泥沙输移分析

采用ADCP实测水流资料与悬沙含量实测资料相结合的方法,对长江口悬沙运动进行分析。结果表明,泥沙再悬浮由潮流驱动,造成悬沙含量变化滞后于流速的变化,悬沙含量的峰值滞后于流速峰值。悬沙运动模式与水流基本一致,也存在三种不同形式的悬沙环流输移模式,并分析了潮流量与输沙率之间的关系。     

椒江河口水沙特征分析和悬沙分布推算

基于椒江河口2009~2014年洪、枯季共5次全潮水文泥沙测验数据,分析了河口区的水沙特征,建立了河口区洪、枯季大潮期半潮平均涨落潮水沙关系,利用二维潮流泥沙数学模型结果对水沙关系推算的含沙量分布进行了验证。结果表明:椒江河口的水流从外海至口门逐渐增大,高浓度悬沙从口外向口门积聚,白沙至琅矶山一线以西海域的悬沙浓度较高;河口区含沙量分布与流场及水下地形呈良好的相关关系;结合潮流场数值模拟结果,拟合的水沙关系可较好地推算出河口区的悬沙浓度分布。     

象山港污染物漂移扩散规律研究

基于非结构网格有限体积法海岸和海洋模型(FVCOM)建立水动力数值模型,模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了象山港海区水动力环境特点。在此基础上,建立了污染物输运模型,对象山港港内主要陆源入海污染源污染物输运扩散进行模拟和分析,总结了污染物输移扩散规律,即象山港顶部开敞海域,余流场相对较弱,潮流是污染物输移扩散的主动力,污染物扩散稀释能力强,污染物浓度低;中段过水区,受余环流和潮流的共同作用,污染物浓度稍高,低潮时水质较差;底部区域闭塞,进口处存在明显的涡旋对,污染物扩散稀释效率差,污染物浓度最高。     

河床下切影响下珠江三角洲潮流不对称时空变化规律

潮流不对称对三角洲地区的泥沙净输运和地貌演变有着重要作用,近年来珠江三角洲的大规模采砂活动引起河床大幅下切,因此研究河床下切后珠江三角洲潮流不对称的时空变化规律具有重要意义。利用1999年和2010年珠江三角洲河口河网地形数据,建立珠江口平面二维水动力模型,模拟珠江河口河网枯季水动力过程。结合非稳态调和分析方法分解流速信号,用偏度方法量化分潮组合、余流及分潮和余流相互作用对潮流不对称的贡献程度。研究结果表明:1)珠江三角洲潮流不对称受余流影响呈现出落潮占优的特性;2)河床下切后,各分潮组合的不对称性增大,潮流不对称在下游河道有所减弱、中上游河道有所增强,且珠江三角洲中上游河道变化大于下游河道;3)分潮和余流相互作用的变化是导致该现象产生的主要原因。     

南黄海辐射沙脊群海域三维水动力数值模拟

基于无规则网格的有限体积海岸海洋模型(FVCOM),建立适用于辐射沙脊群海域的三维潮流数学模型。为了更好地贴合不规则海岸边界,平面采用三角形网格剖分,垂向采用σ坐标进行模拟。结果表明,模型的计算值与观测值吻合良好,较好地反映了研究海域流场的时空分布特征。整个海域流场由南、北两股潮流向弶港辐聚辐散,各深槽流速较大而集中,流向与深槽走向十分一致;弶港以北,表、底层余流方向都是从南到北的沿岸流,南部海域的近岸余流有逆时针的旋转流,近深槽余流大都指向深槽。     

瓯江口水文泥沙特征分析

在大量实测资料的基础上,对瓯江口海区的地貌特征、河道径流特征、河道输沙特征、潮汐特征、潮流特征、余流特征、波浪特征、含沙量特征、泥沙来源、盐度特征、悬沙粒径和底质粒径特征、瓯江南北口的分流和分沙特征、中水道和北水道的分流和分沙特征进行了分析,根据实测资料分析得到了瓯江口挟沙力公式,得到了平衡水深公式,为瓯江河口的工程开发建设和科学研究提供了基础资料。主要研究成果表明:(1)瓯江口的潮汐属正规半日潮类型,平均潮差在4 m以上,属强潮河口;(2)潮流属正规浅海半日潮流类型,呈往复流动,潮流动力强;(3)瓯江为少沙河流,多年平均年悬移质输沙量为205.1万t;(4)瓯江南北口的平均涨潮分流比为21%和79%,落潮平均分流比为26%和74%;(5)瓯江南北口的平均涨潮分沙比为20%和80%,落潮平均分流沙比为22%和78%。     

海平面上升对长江口涨落潮历时差的影响

针对近年来全球变暖,海平面上升影响河口地区水文特性的问题,对海平面上升对长江口涨落潮历时差的影响进行研究。采用二维潮流数学模型的方法,模拟在长江口上游大通的洪枯季及年平均径流量条件下,海平面上升100 cm对涨落潮历时的影响。结果表明:海平面上升减小了长江口北支上半段、南支和南北港等中上游区域的涨落潮历时差,对靠近外海的北支末段和南北槽的涨落潮历时差影响很小。海平面上升加大了河口地区的涨潮动力,使长江口的涨落潮历时差有所减小,由此对长江口地区的盐水入侵和泥沙输运带来的影响必须引起重视。     

港珠澳大桥建设对水沙环境影响数学模型研究—I. 模型的建立和验证

针对港珠澳大桥工程和其所在海区的特点,基于TK-2D软件建立了不规则三角形网格的伶仃洋内外海域大范围二维潮流泥沙数学模型和大桥工程区附近的小范围局部细化的二维潮流泥沙数学模型,根据现场实测资料对模型进行了充分的验证,分析了工程海区的潮流悬沙特征,为进一步论证港珠澳大桥建设方案对工程海区的影响奠定了基础。     

海南岛西南海域泥沙特征及地形演变

基于水文泥沙测验及遥感影像资料分析海南岛西南海域泥沙特征,采用不同沿岸输沙公式对比计算海域的波浪沿岸输沙量,采用多年实测地形数据研究岸滩的演变规律。结果表明:海域内含沙量大潮大于小潮,但总体上悬沙含量较低;研究海域内径流对输沙影响较为有限,但受沿岸波流输沙的影响相对较大;而海区的悬移质颗粒比较均匀,颗粒较细;沿岸段波浪沿岸输沙能力净输沙方向均为自南向北,年净输沙能力在6.72万~13.31万m~3;岸滩演变的主要动力是波浪、波生沿岸流和潮流共同作用导致东方市所辖岸线的变化总体以自然冲淤变化为主,但冲淤强度有限,变化幅度不大。     

洋山港及邻近海域悬沙输运特征研究*

基于SWEM2D数值模型,建立了一个范围包括洋山港、长江口及杭州湾的二维水流泥沙数学模型。根据2004年5月洋山港实测水文泥沙资料,认为洋山港区域悬沙垂向切变输运较小,可忽略该项对悬沙输运的影响,采用二维泥沙数学模型能基本反映出该区域悬沙输运特点。利用2004年5月洋山港及邻近海域实测水文泥沙资料对模型计算结果进行验证,验证结果表明模型计算结果与实际情况吻合良好。在此基础上,根据模型计算结果计算了洋山港及邻近海域大、中、小潮期间悬沙输运速度。结果表明,洋山港区域悬沙主要以欧拉输运为主,斯托克斯漂移、潮泵输运为辅。该区域西口门高含沙量主要是受到长江口及杭州湾悬沙输运富集的影响。其邻近海域主要的悬沙输运在近南汇边滩以东区域分成两股,一股向北,一股沿着南汇南岸的水下泥沙通道,径直流向杭州湾,并在杭州湾的悬沙输运的带动下,向洋山港流去。     

洋山港海区悬浮泥沙运动遥感分析

利用卫星遥感图片对洋山海域悬沙分布规律及运动趋势以及杭州湾、长江口泥沙运动对洋山港的影响进行了分析,提出了长江口下泄泥沙不会直接影响到大小洋山海域;洋山港海区高浓度含沙水体一方面受到杭州湾涨落潮水流携带高浓度泥沙的影响,另一方面水流围绕岛屿形成复杂回流区也造成局部高含沙,岛屿效应引起的局部高含沙是杭州湾岛屿群的共性。     

鸭绿江河口潮流泥沙数值模拟

在分析鸭绿江河口实测水文泥沙资料的基础上,采用MIKE21 FM模块建立了基于多重嵌套网格模式的河口潮流场和泥沙场数学模型,模型范围为上游丹东市的江桥至河口江海分界线以外6~7 m等深线附近,并对2个潮位站、15个流速流向和含沙量测站进行了验证,对现状条件下的河口水域流场和泥沙场进行了数值模拟与分析。研究结果表明:落潮流速一般大于涨潮,沿程变化上浪头港以下2 km附近及斗流浦航槽内平均流速较大,至河口段水面逐渐放宽,致使落潮水流流速有减小趋势;含沙量沿程呈递增趋势,最大含沙量出现在各分汊水道的上口,即斗流浦水域。     

葫芦岛海域潮流泥沙数值模拟

使用TK-2D软件建立了基于不规则三角形网格的葫芦岛海域的潮流场和悬沙场数学模型,根据现场实测资料对模型进行了充分的验证,对葫芦岛海域的潮流泥沙场进行了数值模拟,根据模拟计算结果,对该海域的潮流场和泥沙场特征进行了分析。研究结果表明:(1)葫芦岛海域海区的潮流运动为半日潮流类型;(2)该海区的潮流运动基本为平行岸线的往复运动;(3)该海区的潮流动力中等;(4)正常天气条件下水体含沙量很小,且分布均匀。     

多岛屿、多汊道环境下大型深水港建设中的水沙问题

洋山港海域多岛屿、多汊道,是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,潮汐水道以落潮流为主、高含沙量、强潮流,泥沙运动主要以悬沙为主。通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速在1.0 m/s,最大流速都在2.0 m/s以上,含沙量在1.0 kg/m3以上。根据其海域边界特点,利用任意三角形网格建立了能较好拟合洋山港海域边界的二维潮流泥沙及地形冲淤变化数学模型。应用2006年4月实测水文泥沙及地形冲淤资料进行了验证,验证结果表明,该海域潮位及定点同步垂线流速、流向、含沙量过程的计算值与实测值吻合良好,洋山港海域通道内地形冲淤变化情况和实测值接近,较好地复演了洋山港一、二期工程建设后海域流场、含沙量场和地形变化。