南汇东滩对长江口与杭州湾泥沙交换的影响研究

南汇东滩位于长江口与杭州湾的交汇处,是长江口与杭州湾水沙交换的重要通道,文章结合水动力特征指出南汇东滩是长江口外一个特殊的潮流动能减弱区,潮滩南北两侧潮流动能相对较强,涨落潮时过境泥沙易于落淤。根据长江口外的盐淡水混合类型分布及实测泥沙粒径组成指出风浪天气下南汇东滩是南槽淤积泥沙的主要物质来源,部分泥沙经南槽出海后随涨潮流进入杭州湾,大风天气下南汇东滩与杭州湾北岸地形演变成相反趋势,进一步证明南汇东滩是长江口与杭州湾泥沙交换的中转站。文章最后结合Lagrange质点运动轨迹分析了边滩不同区域质点的运动趋势,发现潮滩南北两侧质点运动趋势相反,提出边滩泥沙运动分界点的位置。研究表明南汇东滩特殊的动力机制对长江口与杭州湾北岸的岸滩演变具有重要的影响。     

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。     

一种有限体积法三维港内粘性泥沙淤积模型研究

基于物理量守恒的有限体积法,建立了三维粘性泥沙运动及回淤数学模型。平面采用无结构三角形网格划分计算区域、拟合复杂海岸边界,垂向采用坐标变换技术,适应不平坦海底地形。以天津港港内泥沙回淤为例,模拟三维粘性泥沙的输运过程,得出了港内垂向分层潮流流场、垂向含沙量变化、淤积历程及淤积分布。结合实测地形资料对模型进行验证,为研究三维泥沙运动特性提供了一种新的方法。     

FVCOM在长江口水动力数值模拟中的应用

本文以"大江河口湿地演变退化的评价体系"项目为背景,应用FVCOM潮流及形态动力学模型建立长江口三维潮流数值计算模型,建立了包括长江口、杭州湾及邻近海域大范围的三维潮流数值模型,基于Linux平台下的并行计算使得变尺度大范围河口地区的模拟效率得到了很大的提高。运用实测潮位、流速、流向对模型的相似性进行验证,计算验证结果与实测值比较吻合,模拟流场能够比较好的反映长江口地区往复流场和口外区域顺时针旋转流特征,可以用于长江口潮流的进一步研究。     

长江口近期潮汐特征值变化及其原因分析*

利用长江口沿程11个潮位站的潮位数据,统计分析1996—2011年各站年平均高潮位、年平均低潮位和年平均海 面,得出长江口海域近期的潮汐特征值变化,分析相关影响因素,探讨长江口近期潮汐特征变化的原因。结果表明：1996年 以来,各潮位站的平均海平面略有抬升,但变化幅度不大;流域来水变化对河口潮汐特征值变化影响不大;从长期看,全 球气候变暖对海平面变化有一定影响,但短期内的影响不大;短期内,主要受到长江口地区近年来各类涉水工程建设的影 响,具体表现为：平均高潮位下降、平均低潮位上升、潮差减小,涨潮历时缩短、落潮历时延长,年最低低潮位上升等。 长江口不同河段因受径流、潮流、工程建设等因素的影响程度不同,其潮位特征值沿程的变化特点也不同,需要在河口工 程设计、防洪减灾与河口治理等方面引起重视。     

长江口深水航道回淤量预测数学模型的开发及应用

通过对长江口径流、潮流和波浪共同作用下的泥沙运动规律的研究,开发并建立了长江口全沙(悬沙和底沙)数学模型.大量实测资料验证表明,该数学模型可以较好地模拟长江口地区的潮位、流速、流向、含沙量、底沙、分流比、南北槽地形变化和台风暴潮造成的航道骤淤情况.在此基础上采用全沙模型研究了长江口深水航道治理工程一、二、三期工程实施后航道的年回淤量和回淤分布以及发生"二碰头"和"三碰头"时的航道回淤量.一、二期工程建成后的航道实测回淤资料表明,全沙数学模型所预报的航道回淤分布和淤积总量与实测值相当接近.     

横沙岛东滩北港 北槽水域盐度分析

横沙岛东滩位于长江口,长江口河槽形态各异,河段河床演变复杂,盐水入侵及盐度分布非常复杂。利用Delft-3D模型的Flow模块,建立合理模型,对比分析长江口横沙岛东滩两侧的北港、北槽受咸潮入侵的影响程度,为东滩地块农业开发从外河取水灌溉方案提供参考。     

长江口徐六泾水文站极值水位研究*

在气候变化背景下,极端天气和水位事件频发。为了分析长江口极端潮位的长周期特征,研究基于极值理论相关方法,采用近33 a实测资料对长江口极值潮位趋势性和重现期进行分析,结果表明：长江口徐六泾站年极值水位呈轻微下降趋势,直接原因是大通流量减少导致当地年均海面的下降;区分组模型结果显示,台风“温妮”期间长江口造成的风暴潮位为100 a一遇,而POT模型计算结果仅为60 a一遇,100 a一遇重现期潮位约7.0 m;潮位重现期的计算本质是一种用频率代替概率、从样本推求整体的过程,具有一定不确定性。其意义在于以可获取的数据为基础,计算事件发生的风险率,旨在为工程设计或风险管理提供依据     

浅谈浙江省宁海县双盘涂围垦对该海域的影响

针对浙江省宁海县双盘山滩涂区围垦工程,利用2009年当地水文、泥沙测验及潮位观测资料、历史上水文观测资料建立数学模型,在此基础上根据资料分析和数值模拟分析,了解三门湾附近的水动力环境,给出工程后该海域的潮流情况。再利用泥沙的调查资料和潮流调查资料,计算和分析泥沙和潮流的相关关系,并结合冲淤经验公式,分析工程后海床的冲淤变化。分析表明：围垦后,张潮流和落潮流情况相似,由于围垦使漫滩区域的面积变小,漫滩区域的潮流动力减弱,泥沙淤积加重,三个潮流岔道最终淤积淤积0.6～1.2m。     

钦州湾围滩工程前后潮流场的数值模拟

基于双时间层的有限差分方法(ADI),建立了水深平均二维浅水潮流数学模型,采用逆风格式和追赶法求解二维浅水方程,通过建立钦州湾二维潮流数值模型重现钦州湾的潮位和潮流变化状况。模拟结果与同步进行的岸边潮位及海上潮流的观测值校验结果表明,实测潮位资料与对应时间的计算结果吻合良好,实测潮流与对应时间的计算结果十分接近。模拟计算结果真实地反映钦州湾的潮位变化和潮流运动状况。钦州湾围滩工程实施前后的潮流场数值模拟研究结果表明该工程建设不会对海域水动力学条件产生较大影响。     

长江口横沙东滩建港水动力泥沙环境三维数值模拟

横沙东滩是横沙岛东侧的大型水下浅滩,与崇明东滩、九段沙同为长江河口拦门沙地区的3大浅滩之一;长期以来位置和海床均十分稳定,是建设挖入式港池的理想区域。利用三维潮流泥沙数学模型从水动力、泥沙输运角度对长江口横沙浅滩建设挖入式港池方案进行数值模拟研究,分析了工程前后潮流泥沙变化,为横沙东滩建港及影响分析提供科学依据。     

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。     

南汇东滩及浦东国际机场外沿围海造地工程潮流数学模型研究

通过建立长江口、杭州湾大范围平面二维潮流数学模型,综合考虑长江口、杭州湾两大潮波系统,探讨南汇东滩及浦东国际机场外沿圈围工程对附近各关心水域的水动力条件的影响范围及程度。研究结果表明:南汇东滩及浦东国际机场外沿圈围工程后,长江口侧的涨、落潮潮量略有减小,而杭州湾则略有增大。相应的,工程附近海域的潮流流速和潮差也受到工程不同程度的影响。就流速变化而言,涨潮时,南槽主槽流速略有下降,北槽则略有增加,落潮时,南槽主槽流速主要呈现略有增加的趋势,而北槽则基本不变;在杭州湾侧海域,涨、落潮水流流速均略有增加。而潮差方面,在长江口一侧,高桥处潮差略有减小,且呈现出越接近工程区,潮差变率越大的趋势;而在杭州湾一侧水域,潮差整体呈略有增加趋势,但是变率基本都在1%以内。     

海平面上升对上海港的影响及对策研究

研究全球变暖,海平面上升对上海港码头的影响。介绍上海港的现状及海平面上升幅度预测大体确定的基础上,通过一维数模,预测长江口南岸及黄浦江沿程的潮位,潮流变化情况。通过对各区段的２０１０年、２０３０年、２０５０年的设计与极端高水位变化的计算,同时在考虑各区段地面沉降的条件下,复核今后５０ａ各典型码头所需高程,以此讨论上海港码头的结构及装卸作业受所的影响,并提出某些对策措施。     

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。     

长江口围垦工程越浪数值模拟研究

运用基于非线性浅水方程的SWASH模型对长江口围垦工程的越浪进行模拟研究。采用垂向结构提高了模型的色散性,使模型适用于深水区,考虑垂向加速度的作用,使浅水区域的模拟更加精确。根据实际具体工程对模型进行验证并与海堤规范计算结果进行比较。研究表明:该模型和海堤规范都能很好地对越浪量进行计算,模型计算结果更为精确,工程中栅栏板对波浪的耗散等还需在数模中进一步概化和优化。     

温州港深水航道三维潮流数值模拟

根据实测资料对温州港大小门岛港区深水航道海区的三维潮流特征进行了分析.针对工程海区岸线不规则、地形复杂、岛屿众多、存在动边界等特点,使用垂向σ坐标变换技术,建立了基于不规则三角形网格的三维潮流数学模型,提出了三角形网格三维潮流数学模型处理动边界的方法.使用现场资料对模型进行了验证,潮位、不同水层的流速和流向均与实测资料吻合良好.在模型验证的基础上,对温州港深水航道工程实施后的三维流场进行了模拟,对表、中、底层流速流向的变化进行了分析,时航道表层最大横流进行了计算.建立的三维模型非常适合于复杂河口海岸地区的三维潮流场模拟.     

长江口北港重大工程对河势演变的影响

北港是长江口的二级入海汊道。近年来,北港修建了诸多水利工程,如南北港分流口固沙工程、青草沙围水工程和横沙东滩促淤圈围工程等,它们对北港河势有一定的稳定作用,但在流域来沙锐减的背景下,也带来一些新的潜在问题。分流口固沙工程的建设一定程度上增强了新桥通道南侧沙体的稳定性,但与此同时,由于扁担沙尾部继续向新桥通道挤压推移,导致北港分流比减小。青草沙水库建设后,北港上段继续冲刷,由于横沙通道的不断发展,致使北港主槽曲率进一步增大。北港拦门沙河段的淤积和横沙东滩的促淤圈围工程促使了北港北汊的发展,但该汊道中增强的涨潮流对青草沙水库"蓄淡避咸"产生了一定的影响。     

宁波市北仑区建高桩码头引起的冲淤变化研究

结合宁波海湾重工有限公司在宁波市北仑区进行的填海造地、建港项目,基于潮流计算得出的结果,比较工程项目前后该海域张潮、落潮流流速平均变化率,分析通过半经验、半理论的冲淤计算模型和海底床面冲淤模型,对浙江省宁波市沿岸建港所引起的泥沙冲淤变化进行预测。通过分析,表明：建港后,港区将出现较明显的泥沙淤积现象,且由于群桩的阻力作用,码头桩群附近引起的淤积较明显,淤积程度向外围递减;随着时间的推移,淤积量有所增加,但冲淤幅度不断减小。     

长江下游南京河段马汊河口航道流态及泥沙淤积特性研究

选择南京八卦洲河段马汊河入江口门,建立二维潮流、泥沙数学模型,对入江口门航道流态、水流泥沙运动特征以及口门泥沙淤积特性进行研究。结果表明,中、洪水条件下,八卦洲河段内不存在涨潮流,但口门内仍然存在往复流。河床冲淤变形计算结果表明,口门向内泥沙淤积呈由大到小的分布规律,口门回流区淤积厚度最大。不同水文特征年泥沙淤积程度不同,随淤积历时增长,泥沙逐年淤积量略有减少,且淤积泥沙由口门逐渐向航道推进。