长江口南汇嘴海域表层悬浮泥沙分布和运动遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料,建立了长江口南汇嘴水域表层悬沙遥感模式,结合实测含沙量资料对南汇嘴海区表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行了分析,结果表明南汇嘴附近海域总体上含沙量较高,在0.5～1.5kg/m3变化。高含沙量多出现在杭州湾口中部、南汇嘴浅滩,杭州北岸芦潮港附近含沙量为0.5kg/m3左右。悬沙的浓度及范围随大、小潮和洪、枯季的不同而不同。悬沙的浓度及范围随潮差和风速增大而增大,南汇嘴边滩含沙量一般洪季高于枯季,杭州湾水域水体含沙量一般是冬季高于夏季。长江口与杭州湾之间存在着泥沙交换,长江口水沙以直接和间接2种方式进入杭州湾,而南汇嘴近岸水域则是交换的主要通道。     

一种有限体积悬沙输运模型在苏北辐射沙脊群海域的应用

悬沙输运是近岸水域地形演变的重要因素之一,南黄海辐射沙脊群海域悬沙在波浪和潮流的共同作用下有着巨量的输运。文章构建了基于无结构三角形网格的Roe-MUSCL有限体积悬沙输运数值模型,其中心思想是使悬沙浓度求解过程同步且具有高分辨率。基于无结构三角形网格,将每一个独立的三角形单元作为控制个体,分别在各三角形单元上对控制方程进行Gauss线积分离散,采用二阶MUSCL重构格式和Roe型数值通量形式对控制方程进行空间离散,采用一阶向前差分格式的时间离散方法,通过对扩散项的平衡处理,建立了能够适应复杂地形和水动力条件下的高分辨二维有限体积悬沙输运数学模型,并根据当地海域的悬沙浓度实测资料进行数值验证。     

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。     

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。     

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.     

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。     

长江口北槽悬沙垂线分布经验公式研究*

利用Rouse公式对长江口多次实测资料进行整理分析,得出了长江口北槽纵向悬沙垂线分布的特征,验证了描 述悬浮泥沙垂线分布的Rouse公式的适用性,阐明了利用Rouse公式推算得到的不平衡条件下泥沙沉速与实际泥沙沉速的差 异,并利用不平衡条件下的垂线分布公式和北槽悬沙垂线分布实测资料,率定和验证了不平衡输沙系数和垂线平均含沙量 的经验关系式,在此基础上,建立了适用描述长江口北槽悬沙垂线分布的经验公式,并通过实测资料得到了验证。     

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。     

围垦工程对温州近海及河口悬沙场的影响

在温州市瓯江河口及近海水域大范围连续大、中、小潮实测水文泥沙资料及水下地形资料的基础上,建立包括瓯江、飞云江及鳌江在内的大范围平面二维潮流及悬沙输运数学模型,并进一步以2002年为基准水平年,在温州市滩涂资源利用现状的基础上,就近期、中期和远期规划的围垦工程的实施对温州市3大主要入海河流——瓯江、飞云江及鳌江河口及近岸水域的悬沙场分布、断面输沙率、海床冲淤演变等方面的影响进行研究。研究表明:远期工程由于围垦区域较大,影响相应也最大,而中期和近期工程的影响则相对较小。     

南汇嘴边滩地形演变及其分析

南汇嘴边滩处于长江口和杭州湾的交接地带,受长江口和杭州湾北岸两股往复性潮流的控制,特定的水动力泥沙环境,决定了南汇嘴边滩长期以来的演变特点:边滩发育基本稳定;边滩外形基本保持不变;主要呈整体向东南方向移动的趋势。根据已有的1998~2005年断面数据资料分析了南汇嘴附近海域近期的地形演变情况,并对其影响因素——动力因素、泥沙絮凝、长江入海水沙变化以及近岸水利工程建设进行了分析。     

九段沙北侧输沙对长江口深水航道的影响

为了研究南汇边滩促淤圈围工程对长江口九段沙滩面输沙和南导堤越堤水沙运动带来的影响,在长江口整体潮 流河工模型上,采用定床输沙物理模型试验方法,研究了九段沙沿程滩面泥沙起动后的跨槽越堤输移,根据底沙在北槽的 分布分析了促淤圈围工程对北槽航道的影响。研究表明：无论有无圈围工程,九段沙的底沙均能够越堤进入长江口深水航 道,但促淤工程使九段沙头部进入北槽航道的泥沙略有减少,九段沙中部进入北槽航道的泥沙略有增加。     

洋山港区域挟沙力公式研究*

利用基于能量平衡观点推导的挟沙力公式,考虑到洋山港海域涨落潮期间悬沙浓度存在一定差异,分别建立了 该区域涨潮时期及落潮时期挟沙力公式。利用计算底部通量切引力公式与挟沙力公式相等方法,估算了实测期间水体挟沙 力值,并以洋山港2003年10月实测的水沙资料进行率定。最后,采用洋山港2005年7月实测含沙量资料对公式计算结果进行 验证。验证结果表明,所建立的挟沙力公式具有较高精度,其计算的含沙量变化与洋山港实际情况较为符合。     

长江口南汇边滩短期冲淤变化分析

南汇边滩位于长江口和杭州湾的交汇地带,受长江口和杭州湾北岸两股潮流的控制,近年来由于低潮滩促淤围垦工程导致其水流和泥沙运移、沉积和地貌发生了显著的变化。根据2006—2008年南汇边滩测图及2007年11月—2008年11月每个季度的9个断面测量资料,结合区域内的泥沙沉积特征,探讨南汇边滩对周边涉水围垦工程和流域来水来沙变异做出适应性地貌耦合过程之后的近期冲淤演变规律,着重探讨季节性冲淤特征。结果表明:年度上南汇东滩以淤长为主,南汇南滩以冲刷为主。不同季节南汇边滩冲淤变化过程存在很大差异:平面上,南汇边滩等深线夏、冬季以淤进为主,春、秋季以蚀退为主;垂向上,南汇东滩断面呈春夏秋冲淤交替、冬季淤积的态势,南汇嘴断面呈秋季冲刷、冬夏季淤积的态势,而位于南汇南滩的断面则呈秋冬季冲刷、春夏季淤积态势。南汇东滩沉积物粒径总体上较细,东滩与南滩交汇处的南汇嘴附近中值粒径相对较粗,南汇南滩浅滩沉积物颗粒中值粒径最粗。     

台州港黄礁港区悬沙输移规律研究

采用经过水沙验证的潮流泥沙数学模型,模拟了大港湾水域的水沙运动特点,计算了港池泥沙回淤量。模拟结果表明,港池泥沙来源主要为大港湾后方浅滩落潮流挟沙;港池口门处的防波堤对减轻港池泥沙回淤的效果并不显著,港池后方修建围堰可使港池回淤量减小2/3;围堰阻挡了浅滩泥沙进入港池的通道。同时大港湾形成的半封闭港池具有流弱、沙少、回淤较轻的特点,经过相应的工程措施可成为一个优良的港湾。     

南汇嘴潮滩沉积物粒度特征研究

文中以实测底质采样资料为基础,对南汇嘴沉积物粒度特征进行了分析,并利用Gao&Collins沉积物趋势分析法探讨边滩的沉积物输运趋势。总体上看,样品粒级变化不大,主要以粘土质粉砂、粉砂为主。没冒沙区域由于受到特殊地形以及水流的影响,沉积物以细砂为主;南汇东滩在横向分布上,沉积物粒径逐渐变粗再逐渐变细;南滩受风浪影响,近岸浅滩沉积物颗粒组成较粗,而远岸区域海床颗粒较细。沉积物中值粒径、分选系数和偏度的分布具有一致性,三者相关性较强;浅滩的沉积物粒度特征表现为正偏,分选性较差,分选系数值集中在2左右;南汇嘴区域沉积物运移方向主要是从口外向西输移,汇聚在南汇嘴附近;杭州湾北岸沉积物主要是向东输运,达到芦潮港西侧水域后逐渐转为向南或向南偏东离岸方向运动,对芦潮港附近水下岸坡的冲刷后退起到了一定的影响。     

洋山港悬沙输移对冲淤环境的影响分析*

洋山港区通过堵汊吹填兴建了北港区,边界条件的改变对海区流场结构以及泥沙运动产生影响,进而影响到地形的冲淤,通过应用"ADCP测沙"技术,对洋山港区悬浮泥沙的运动有了总体认识。分析成果表明:洋山港区含沙量分布涨落潮略有差异;主通道涨潮挟沙能力大于落潮,南北汊道的落潮挟沙能力大于涨潮;洋山港区输沙量大进大出,大潮微冲,中潮冲淤基本平衡,小潮淤积,相对而言,涨潮动力对洋山港区的地形演变作用较大,即涨潮从东部带来的泥沙,部分淤积于港区的西南部,其中又以小潮对淤积的贡献为大;南北岛链间现存的3个汊道分泄主通道下泄泥沙、减轻港区淤积的作用不可忽视。