甬江河口建闸工程闸下淤积数学模型研究

闸下淤积是潮汐河口建闸的关键问题之一。针对甬江河口建闸工程,建立平面二维水沙数学模型,分析计算河道淤积现状、不同建闸方案工程后的淤积情况以及建闸工程对北仑港区、镇海港区水沙运动和地形变化的影响。计算结果表明,河道目前处于淤积状态,沙源主要来自外海。工程实施后,闸上因受闸保护河道基本无淤积,而闸下淤积影响较大。从整个河道看,闸址越靠近河口,受保护的上游河道面积越大,由闸下淤积带来的河道总体泥沙淤积增量越小,甚至小于目前的河道淤积量。闸下淤积对镇海港区影响较大,对北仑港区影响较小。     

建闸河口闸下淤积问题研究综述*

挡潮闸作为河口治理的一项重要措施,在我国广泛采用。河口建闸在为河口地区的经济发展做出积极贡献的同时也带来了严重的闸下泥沙淤积问题,限制了河口资源的综合利用。介绍我国建闸河口闸下淤积情况,并阐述国内外学者针对闸下淤积问题进行的机理探讨和模拟研究。总结出影响闸下淤积形态的多个因素,包括潮流作用、闸下引河长度、河口泥沙的动力特性、闸下港道类型以及建闸位置等。提出以前的研究中存在的缺陷并针对性地建议今后的研究方向和研究途径。     

建闸河口闸下潮波变形数值模拟研究*

我国河口建闸之多,闸下河道淤积之严重,世界罕见。众多学者对建闸河口闸下淤积的机理进行了系统的分析和研究,认为潮波变形是造成闸下河道淤积的动力因素,闸下引河长度(河口到闸的距离)不同,潮波变形的特征也有所不同,淤积形态和特征也不相同。在潮波变形概化物理模型试验的基础上,建立了二维潮流数学模型,通过数值模拟计算,得出了不同引河长度时的潮波变形特征,为预测和分析不同闸址建闸所引起的淤积特性分析提供研究依据。     

里下河地区入海通道闸下淤积的原因及对策

里下河地区入海通道闸下淤积的主要原因是河口建闸后上游径流量减少、落潮历时延长、流速减弱、潮流量、潮波变形、潮汐水道变化和围垦不当等,闸下淤积影响了工程益的充分发挥。减淤措施有水力冲淤、机械清淤,防淤措施有工程措施和植物措施。应依据河口淤积特征,全面规划,综合治理。     

建闸河口潮波变形概化模型研究*

概述潮汐河口潮波变形的普遍性及建闸前后影响变形的不同因素。建立了概化河口闸下河道物理模型,说明了模型设计的理论依据及模型布置方案。通过概化模型对建闸河口不同引河长度的潮波变形特性进行模拟研究,得到不同闸址建闸后潮波变形的共性和差异。闸下引河长度对潮波变形的影响明显,随着闸址距河口距离的增加,沿程潮差的增减趋势发生变化;建闸后涨潮平均流速与落潮平均流速的比值变化趋势与引河长度紧密相关。     

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。     

漳卫新河河口数学模型及治理方案研究

建立了河口一、二维耦合水沙有限元模型,计算格式具有耗散小和精度高的优点。利用该模型计算了漳卫新河河口及河道水沙动力场,各站潮位、流速和含沙量过程计算与实测基本一致。经清淤、建闸和建导堤方案河道淤积量比较,推荐漳卫新河河口治理方案为导堤方案。     

河口建闸对河道河口及近岸海域水环境的影响研究

应用一维、二维水流、水质模型模拟一个典型河道在建闸前后河道、河口及近岸海域水环境状况。分析表明,河口建闸使河道内污染物平均浓度达到建闸前的1.0~3.5倍,使河口及近岸海域影响的水域面积最大值增加了将近7倍。     

海州湾滩涂围垦对临洪河口闸下河道淤积的影响

随着沿海经济的发展,围垦已成为解决土地资源稀缺问题的主要方法。海州湾滩涂围垦面积较大,且距离临洪河口较近,有可能造成其上游河道的淤积,进而影响该地区的防洪排涝。应用MIKE21模型对海州湾及邻近海域的潮流场进行模拟,分析围垦前后河道内水动力条件的变化。相较于围垦前,围垦邻近区域的涨落潮平均流速基本均有所减小,而河道内的水动力条件变化则很小,沿程各断面的落潮平均流量均有所减少,但减少的量值不大。采用根据窦国仁河相关系推导出的分析模式,预估围垦引起的河道淤积厚度为2 cm左右,说明海州湾滩涂围垦不会对临洪河口闸下河道的淤积产生大的影响。     

一、二维连接水沙数学模型及在河口治理中的应用

建立了一、二维连接水沙模型。利用海河口和永定新河口现场观测资料对模型进行了系统的检验 ,模型能够反映复杂边界和动力条件下的水沙运动及河床变形。以此模型研究了海河口清淤和建导堤方案 ,及永定新河河口建导堤和建闸方案治理效果