灌河河相关系及航道整治设想

潮汐河流的动力与河床断面形态存在一定关系。文章以灌河为研究对象,利用所建立的大范围潮流数学模型,计算灌河沿程落潮流量,建立流量与河道断面面积之间的关系,同时分析了沿程断面宽深比变化特点,探讨了利用河相关系结合河床宽深比特征进行灌河航道整治的思路。研究结果表明:在河床形态冲淤平衡下,灌河落潮流量与断面面积呈现极好的相关性;河道宽深比变化范围与河道特征形态有关,对于灌河这样的弯曲河流,可按弯曲段、过渡段、微弯段分别加以讨论;在实际工作中,可以利用河相关系,同时结合不同河道形态特征下的优良河段宽深比,进行航道整治工程设计。     

闽江下游感潮河道枯水动力特性变化分析

建立了闽江下游河道一维非恒定流数学模型,对枯水大潮条件下闽江下游河道沿程各断面的潮位、流量变化过程进行了模拟;结合历史实测资料,对闽江下游河道枯水条件下水动力特性及其变化进行了分析。结果表明,闽江下游河道潮区界、潮流界上溯明显,南北港涨潮流规律有所不同,南港分流比达30%左右,回复到1985年前水平,而干流及南北港河道河床严重下切是枯水动力条件变化的主要原因。     

闵行区56年降水特征及小波分析

以上海市闵行区1963~2018年降水资料为基础,应用线性趋势回归法、Mann-Kendall非参数趋势检验法及小波分析法对56年降水序列进行了特征分析,结论为:闵行区年降水总体呈上升趋势,其增长率约为68.3mm/10a;1963-1972年降水呈现下降趋势,1989-2018年降水呈现显著上升趋势,突变年份分别为1976、1977、1980、1981年;年降水差变系数为0.22,年变化较均匀,其中10月雨量年际变化最大,差变系数为0.97,年际分配最不均匀;morlet小波变化得出闵行区年降水变化存在45年的第一主周期和27年的第二主周期。     

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。     

黄浦江干流水域潮流特征分析

为进一步研究黄浦江干流潮流变化规律,以2013年黄浦江干流河段获取的大、中、小潮潮位数据为基础,采用数据统计分析的方法,对黄浦江干流的流速特征、准调和数据特征和潮量特征等进行分析。黄浦江干流具有显著的往复流、涨落潮流向与河槽走向基本一致、涨落潮流速从上游向下游沿程逐渐增加等变化特征。     

石浦港下湾门航道工程潮流数值模拟研究

依据最新的水文实测资料,对石浦港的潮汐潮流特征进行了分析;并建立了基于不规则三角形网格的二维潮流数学模型,根据实测资料对模型进行了验证。在验证的基础上,对下湾门5万t级航道工程(开挖及炸礁通航)实施前后的流场进行了数值模拟计算,根据计算结果对工程前后的潮流特征及其变化进行了分析。研究结果表明:(1)工程海区潮汐属于正规半日潮类型,潮流性质属正规半日潮流型,潮流运动呈往复流形式;(2)岸线走向与涨落潮流走向基本一致;(3)航道总体挖深较小,流速变化很小,并未改变大范围海域潮流运动整体特征;开挖段航道流速呈减小的趋势,深槽水域流速呈增加趋势;(4)炸礁使得口门处航道轴线水域的流场趋于平顺,流向与航道走向基本一致,对周边流场基本没有影响;(5)方案实施后,对潮位变化无影响;下湾门口门处潮量增加,而其他口门潮量降低;(6)航道转弯位置、进港口门以及外海航道处横流较强,其他区段横流较弱。     

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。     

山区弯曲河道鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征

研究鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征对河道生态保护具有重要意义。以长江上游中盘子弯曲河道为例,基于平面二维水流数值模拟资料,开展山区弯曲河道四大家鱼产卵栖息地适宜度的分布特征研究。结果表明:1)鱼类产卵栖息的最适宜区域将随流量而变,小流量时多居深槽,流量增大后多居边滩。2)微生境适宜性面积S_A随流量Q呈"先增大后减小"的变化特征,S_A峰值出现在多年平均流量附近。3)河道两岸流速适宜度S_V相对较大,中部深泓水深适宜度S_D和栖息地适宜指数S_H相对较大;凹岸及凸岸的S_D、S_H之间均具有一定的相关性,S_H随S_D呈线性递增变化趋势。4)多年平均流量下,弯道沿程各断面的S_D沿河宽分布呈"两端小、中间大"的特征,S_V、S_H沿河宽分布总体重合,数值差异主要体现在两岸附近; S_H0. 8的区域主要集中在河道两岸和凹岸边滩,该区域较适于鱼类产卵栖息。研究成果可为山区河道鱼类资源保护和生态航道工程建设提供科学参考。     

象山港大桥建设对湾内潮流特性的影响

利用潮流数学模型，分析象山港大桥工程建设前后象山港内的潮流特性和工程建设对桥区潮流变化的影响。计算结果表明，大桥建设前后港内纳潮量基本不变，湾内高潮位略有下降，桥位区流速有所增加，港湾内整体流速有所减小，但改变幅度的相对值均不超过5％。除局部地区外，工程建设对湾内的潮流特征影响较小。     

瓯江河口及温州浅滩冲淤演变分析

基于瓯江河口和温州浅滩多年实测水文泥沙及地形水深资料,研究其冲淤演变特征。结果表明:瓯江流域径流量呈现年际、洪枯流量差别大的特点,此特性对瓯江河床冲淤变化起着至关重要的作用;瓯江口外及温州浅滩区域由于风浪作用引起泥沙再悬浮,导致其含沙量增大;瓯江河口地形表现为"洪冲枯淤"的特点,尽管河床纵、横向冲淤变化频繁,但河床冲淤幅度和河道容积在年间与年内变化不大,相对稳定;而温州浅滩则处于不断淤涨状态。特别是近期的人工围垦工程的建设进一步加大了其淤积速度,浅滩内普遍发生淤积,其中浅滩南端、北段及邻近灵霓大堤附近淤积最甚。同时,温州浅滩靠南口水道部分由于灵霓北堤建设及完成后封堵了其北侧上浅滩的潮量,从而加大了大、小霓屿岛间进入浅滩的潮量,使得其在1999—2010年间处于冲刷的状态。     

长江下游感潮河段造床流量计算研究

针对长江下游大通至长江口的感潮河段,借助潮流数学模型,计算造床流量,研究其特点及变化规律。研究表明:计算感潮河段造床流量时,流量输沙率法使用方便,计算结果较为合理;对于天生港以上河段,存在两个造床流量,而对于徐六泾以下河段,则存在一个造床流量群;大通至仪征河段的造床流量沿程变化较少,自仪征开始造床流量沿程逐渐提高,主要应与纳潮量沿程增加有关。     

三峡工程对长江下游感潮河段极值水位的影响

以往河流极值水位的研究往往选取年最大和最小水位开展分析,但这容易忽略了小概率因素带来的随机性的影响。为了更合理揭示长江感潮河段极值水位的演变趋势,并分析三峡工程对其影响,文章通过概率密度函数法及NS_TIDE调和分析,分析了长江下游感潮河段极值水位的演变规律。结果表明:三峡工程的流量调节对长江下游高水位有着显著的影响,高水位的变化在三峡工程建成前后由上升变为下降趋势,但三峡工程对于低水位的影响较小;而在三峡工程流量调控的影响下,分潮振幅变化趋势与概率密度函数法得到的水位变化趋势相反,即对极值水位影响也相反,表明长江口感潮河段由于三峡工程流量调节后,导致潮汐振幅的改变对极值水位的影响较小,极值水位的变化直接对流量条件的响应更为显著。     

甬江及口外海域潮流泥沙数值模拟

建立了甬江河道及口外海域平面二维潮流泥沙数学模型,对2015年6月半个月的潮流场和悬沙场进行模拟,模拟结果与实测资料吻合良好。计算得到了研究区域洪季的余流场和输沙格局,结果表明:甬江口外余流整体由西北指向东南,河道余流指向下游;除口门局部水域,甬江口外输沙格局基本与余流场一致,悬沙经涨潮流的作用被带入甬江河道,致使河道内近口门处的输沙格局由口门向内;甬江口局部区域输沙格局与余流场存在差异的原因是悬沙输移与潮流运动存在时间上的滞后。     

连云港近岸海域潮流动力特征

根据连云港近岸海域夏冬季多站同步连续实测潮流资料,分析了不同季节、不同潮周期潮流变化特征,并对实测潮流进行了准调和分析,进一步计算潮流椭圆要素,据此分析了潮流性质、潮流运动形式、最大流速和流向。结果表明:该海区涨落潮流速、历时具有一定的差异,潮流性质属于规则半日浅海潮流,近岸表现为往复流运动,随水深增加,旋转流明显,以逆时针方向为主,最大流速流向随季节不同差异明显。     

裕溪河生态流量探讨

本文以巢湖与长江连接河流—裕溪河为研究对象,分析河流河道内生态流量阈值。通过应用多种水文学分析法进行计算对比,并采用Tennant生态环境状况评价等级标准对计算结果进行评价,修正出河流逐月生态流量阈值:丰水期(5~8月)为同期多年月平均流量的60%~70%;枯水期(10月—翌年4月)为同期多年月平均流量的30%~50%。     

望龙碛航道整治工程河段鱼类栖息地水动力指标分布

栖息地水动力环境对鱼类生存繁殖具有重要影响。针对长江上游望龙碛河段,采用三维水流数值模拟方法探讨航道整治工程对河段内胭脂鱼产卵栖息地水动力指标的影响。结果表明：河道各断面流速分布沿河宽呈“中间高、两边低”;工程后各断面适宜产卵流速区域向右偏移,且偏移量随流量增大而增加,最大偏移量60 m。涡量沿水深成层分布,总体呈“底层大、表层小”;工程后涡量较大值集中出现在工程区域附近及河道断面中部,涡量沿垂线分布变化明显,随着流量增大涡量变幅增加,最大变幅0.05 s-1;动能梯度沿水深分布与涡量相似,沿河宽方向动能梯度分布特征与深水区域分布表现出较强的相关性;流量增大后各断面动能梯度最大值增加。工程后形成的复杂水动力条件有利于鱼类生存繁殖。     

三峡水库运用后荆江河道断面形态变化及对航道条件的影响

利用三峡水库运用后水沙、地形资料,分析了荆江河道水沙、河道冲淤、宽深比、断面形态变化的规律,并在此基础上研究了断面形态变化对荆江航道条件的影响.结果表明:三峡水库运用后荆江不同类型河道断面形态呈现不同的变化规律,同时也存在共同特点,即上游水沙条件变化引起边滩冲刷,河宽增加,束水能力下降,同流量下河道水流弯曲度有所减小;受长期清水下泄的影响,以上变化将会进一步持续和发展,边滩冲刷、河宽增加仍将是未来一段时期荆江特别是下荆江河道变化的主要形式和特征,这些变化将对荆江的航道条件产生一定的不利影响.     

挡潮闸外迁对闸下水动力特征影响的概化模型研究

以苏北沿海的王港河口为原型,建立潮汐河口三维水动力概化数学模型,分别对挡潮闸迁移前、后的闸下水动力过程进行模拟。通过对比闸下潮位、流速及流向的特征变化,分析挡潮闸外迁的相关影响。结果表明:挡潮闸外迁后,闸下潮波变形现象减弱,涨、落潮历时趋于相近、不对称性减弱,有利于改善涨落潮流输沙不等现象;闸下水动力环境增强,平均流速增大,垂向各层流速的分布更加均匀,且表、底层流速比增大,有利于加强闸下冲刷、减轻淤积;闸门外迁对河口外的流速分布影响较小。上述结果可为类似的强潮流河口挡潮闸外迁论证以及外迁后的闸下淤积研究提供参考。     

珠江三角洲伶仃洋河口洪季盐水入侵规律研究

根据珠江三角洲伶仃洋河口在2003年7月大潮期间测得的潮流、泥沙和盐度现场观测资料,对伶仃洋河口洪季的盐度分布及盐淡水混合特征进行深入分析.结果表明:盐度受径流和潮流的影响具有明显的潮周期变化;位于西槽航道内盐度值从上游向下游线性增加,盐度梯度变化接近,在垂向上,底层盐度大于中、表层盐度值,垂线平均盐度与0.6H处盐度...     

港珠澳大桥建设对水沙环境影响数学模型研究——II. 模型的应用

对港珠澳大桥工程方案实施后潮流泥沙进行数值模拟,将桥墩附近网格进行加密处理,把桥墩本身刻画为固边界。根据数值模拟结果,对大桥工程实施后附近海区潮位、流速和潮量变化及水下地形冲淤变化进行了分析,研究结果表明,港珠澳大桥对伶仃洋海域潮流泥沙影响仅限于大桥附近,对伶仃洋滩槽格局没有影响,对伶仃航道没有负面影响。