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。     

基于遥感方法反演河口湾悬沙分布

利用厦门湾地区遥感图像及准同步实测泥沙资料,进行相关和回归分析.结果表明,采用两种比值组合作为遥感参数,与表层含沙量作二次曲线回归,可以得到精度较高的模型.利用两种比值模型构建最佳组合模型,提高了模型预测精度,将其作为悬沙遥感反演的最优模型,由此得出了研究区域悬沙分布图.     

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。     

吹填法填海造地悬沙对施工工艺的影响

本文以澳门某填海工程为例,研究了吹填法填海造地悬沙对施工工艺的影响,介绍吹填法填海造地物料来源,分析吹填物料、作业位置、对施工工艺的影响,在不同源强、作业位置、吹填物料下,扩散范围与悬沙浓度之间有一定差异,在潮流因素影响下,悬浮泥沙形态与扩散范围也具有一定差异。涨潮时,悬浮泥沙会湾内扩散,落潮时,悬浮泥沙向着湾外扩散,对同类吹填法填海造地工程提供了一定的参考意见。     

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。     

极端天气下横门东水道悬沙分布特征研究

本文收集了横门珠江口横门海域正常天气与极端天气下的遥感图像,利用悬沙遥感相对浓度模型,对比分析了极端天气情况下横门东水道或附近水域悬沙分布特征。研究结果表明:横门水域内在大风和台风情况下风浪掀沙显著,大风作用时间越长,风浪掀沙越明显,悬沙浓度越高,且枯季风浪掀沙作用比洪季强。暴雨径流挟沙量大,横门东水道悬沙浓度达到峰值,但未对淇澳岛——金星门一线以南海域造成影响。台风过境,降雨径流来沙增加,台风风浪掀沙增强,对横门东水道悬沙浓度有持续的影响。     

舟山岛域围垦对邻近水道泥沙运动和海床演变影响分析

舟山海域岛域围垦与一般近岸滩涂围垦不尽相同,具有地理位置和水动力环境的特殊性。采用舟山钓梁围垦区附近海域不同时期的水下地形资料,并结合邻近螺门渔港水道围垦前后2个时期的水文泥沙调查资料,对岛域围垦环境下水道附近海域泥沙动力和海床冲淤变化特征进行了分析。结果表明,岛域围垦后螺门渔港水道潮汐变化并不显著,但是潮流流速大幅度减少,潮流挟沙能力随之减弱,净输沙量减少了90.1%,且净输沙方向由落潮方向变成涨潮方向。泥沙动力条件的改变促使水道及附近海域海床冲淤环境发生根本性变化,由围垦前槽冲滩淤演变为围垦后大幅度淤积,水道最大淤积厚度可达26 m。根据分析认为,围垦工程改变了水道悬沙的输移沉降模式,围垦前大量的泥沙以过境形式输移,而围垦后悬沙进出因围垦而形成的岙湾将以沉降为主。     

泥沙粒度对航道回淤的指示——以丹东港出海航道为例

根据鸭绿江河口西水道水流、悬浮泥沙和底质粒度特征的分析,研究丹东港出海航道泥沙淤积的动力机制以及泥沙粒度对回淤的指示作用。分析表明,海域来沙为西水道的主要泥沙来源,泥沙运动以“波浪掀沙、潮流输沙”为主要特征;悬沙和底质粒度对比表明,上航道和中航道段航道回淤以悬沙落淤为主,下航道和外航道段航道回淤以底沙推移为主。航道回淤泥沙作为泥沙运动的“指示剂”,能够较好地揭示航道回淤的机理;采用刘家驹悬沙淤积模式和罗肇森底沙输移模式相结合的方法,估算丹东港大东港区20万吨级航道回淤量为679万m,,与物理模型试验结果较为接近,上述分析方法和公式可适用于砂质海岸航道回淤计算,也为类似航道回淤研究提供了重要的参考和借鉴。     

象山湾港区规划方案泥沙淤积分析

采用平面二维潮流数学模型,对象山湾港区规划方案实施前后的流场进行了数值模拟,并在此基础上运用泥沙数学模型模拟该区域含沙量场的分布,进而对规划方案泥沙淤积情况进行分析。根据数值模拟和分析的结果对规划方案进行了评价并提出建议。研究结果表明,象山港所在海区泥沙运动以悬沙为主,规划方案实施后对该港区的泥沙运移不会产生大的影响;从潮流和泥沙角度分析,该港区规划方案各码头泊位布局合理。根据研究结果建议象山湾的港区码头宜顺岸布置并坚持深水深用、浅水浅用的原则。     

通州湾滩槽地形下围堤工程对潮流条件的影响

通州湾海区地形复杂,滩槽相间,形成涨潮漫滩和落潮归槽的潮流特征;同时又是粉砂质海床,泥沙易起动易落淤。潮流是该海区的主要动力,维持着该海区的滩槽格局。针对滩槽地形下复杂的潮流条件,以通州湾港区二港池匡围一期工程为例,利用MIKE21-HD二维潮流数值模型模拟分析不同东围堤特征工况下的潮流条件,推荐渡汛前的东围堤暂建长度,以控制堤脚位置的潮流流速。     

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。     

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。     

长江河口主要汊道水流挟沙能力分析

在分析长江河口水文泥沙特性的基础上,统计了河口南北支、南北港等汊道河段的悬沙中值粒径值。结果表明,长江河口悬沙较细,悬沙中值粒径变化范围不大,在0.006~0.014 mm之间,在大中小潮过程中各个汊道河段的变化也不大,其中值粒径平均约为0.008 mm。同时从单向水流的挟沙能力出发,引入背景含沙量,对长江口的水流挟沙能力关系进行了探讨。在此基础上,结合数值积分的处理方法及枚举法,对样本数据作物理意义上的涨、落半潮积分平均的处理,并进一步以此推求了长江口南北支、南北港等主要汊道河段的水流挟沙能力。     

长江口北槽12.5 m深水航道回淤的物理过程

长江口12.5 m深水航道于2010年3月贯通,发挥了巨大的经济社会效益,但航道回淤问题十分突出。针对航道回淤总量大、时空集中分布于洪季北槽中段最大浑浊带区段的特点,利用北槽洪季沿程大小潮水文测验资料,分析了水沙盐场的时空分布特征和输移规律,揭示了洪季航道回淤集中在北槽中段的主要原因,并提出了涨落潮周期内航道回淤水沙运动的物理过程。     

西江流域干流近年水沙变化特征

选取西江干流迁江站、大湟江口站、梧州站、高要站1957—2016年的年径流量与年输沙量数据,采用Mann-Kendall检验法、5年滑动检验法、累积距平法进行定量与定性分析,同时使用模拟退火算法进行非线性回归分析,得出西江流域干流年径流量和年输沙量的变化规律。结果表明:径流量与输沙量年内分配具有一定不均匀性;迁江站的径流量和输沙量呈显著下降趋势,其他站的年径流量变化呈上升趋势、年输沙量呈显著下降趋势。迁江站径流量于2002年发生突变。迁江站、大湟江口站、梧州站和高要站年输沙量分别在1991、1997、1994、1999年产生显著突变。西江干流年径流量变化趋势呈微波动,年际变动幅度较小,年输沙量呈下降趋势,突变点为1990年。     

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。     

瓯江南口外浅滩含沙浓度特征

基于2010年10月瓯江南口外浅滩的泥沙实测资料,对含沙浓度的时空变化进行了分析研究。利用非线性最小二乘法拟合出了新的含沙量公式,并与刘家驹公式在不考虑波浪作用下的简式作比较,对新公式的适用性进行了探讨。分析结果表明:(1)含沙浓度从瓯江南口门向外海逐渐减小,沿岸方向的变化则存在大、中、小潮差异;(2)垂向上,含沙浓度由表层向底层逐渐增大;(3)含沙浓度具有大潮最大、中潮次之、小潮最小的特点,涨潮含沙浓度基本大于落潮含沙浓度;(4)与刘家驹公式相比,新公式的拟合结果与实测含沙量的相对误差较小,相关性较高。     

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。     

长江口北支崇启大桥处潮位和盐度过程研究

位于长江口北支的崇启大桥处于盐淡水交替区,其混凝土桥墩易受海水腐蚀。为给桥墩抗腐试验提供必要的潮位变动区范围和盐度试验参数,建立了基于无结构网格的长江口盐水数值模型,计算分析了在不同径流量和外海潮汐边界条件下,崇启大桥断面潮位变幅及盐度变动过程。研究表明崇启大桥处潮位变幅大,潮汐是控制崇启大桥处水位变动范围的关键因素;桥墩处盐度整体取决于入海径流量,流量增加促使盐度降低,反之亦然;潮汐作用促使桥墩处呈现短周期性振荡盐度,盐度范围为10‰～26‰,其中枯季盐度平稳,洪季变幅大。     

珠江河口水沙数值模拟系统

建立了珠江河口平面二维潮流泥沙数学模型 ,模型计算范围覆盖八大口门 ,网格系统采用正交曲线网格。将珠江河口二维模型与业已建立的珠江三角洲一维河网模型连接在一起 ,构成珠江河口水沙数值模拟系统的核心计算模块。利用伶仃洋系统的水文、含沙量资料对二维模型进行了全面的检验。以伶仃洋治导方案为例 ,研究了伶仃洋治导方案对海区水沙的影响