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。     

基于数字高程模型的长江口北港多年槽蓄量变化及可视化研究

总结了槽蓄量计算中的常用的断面法、水沙平衡法和地形图量算法的原理和不足,利用1973—2002年的水下地形图为基础资料创建DEM,进行了精度分析;计算河道槽蓄量的大小;对不同时期的数据进行叠合分析,得到河道槽蓄量大小的变化及水下地形变化的可视化。结果表明:1)利用海图资料建立的DEM精度较高,其中1982年的中误差仅为0.78m。2)在1973—2002年间北港河段槽蓄量整体增大,即呈现冲刷之势,泥沙冲刷量为1.6×108 m3。在整个研究时段内,1982-1987年间槽蓄量变小,河道发生淤积。3)北港河床航道稳定性较差,河床逐渐演变。水流作用切滩下泄使大量泥沙迁移堆积;洪水造床作用在河口河槽演变过程中起着重要的作用。     

河口导堤工程对入海河流纳潮的影响及敏感性分析

以灌河口整治工程为例,采用大范围二维水动力数学模型,从定性、定量两方面分别研究了航道单纯疏浚工程及布置单、双导堤工程(结合疏浚)对潮汐动力为主河口地区入海河流纳潮量的影响,并就导堤高程对纳潮影响进行了探讨。研究结果表明,灌河口航道单纯疏浚工程会增加灌河纳潮量,增设单导堤后纳潮量将会进一步增加,而双导堤工程后,灌河的纳潮量既有可能增加也有可能减少,主要取决于导堤高程。就导堤高程对于灌河纳潮量的影响来说,东导堤高程位于低潮位及涨急附近潮位时最为敏感,而西导堤各级高程都较为敏感。方案比较显示,只要堤顶高程控制合理,灌河口双导堤工程实施以后可以保持灌河纳潮量基本不变。     

漳卫新河闸下淤积一维数学模型研究及应用

建立了漳卫新河河道一维水沙数学模型,采用Preissmann四点隐式差分格式离散非恒定水流方程,以及交错网格显式差分格式离散泥沙运动方程。该模型对辛集闸闸下———河口段在大潮期间的潮位、流速和含沙量进行了验证,其结果与实测资料基本相符。依据该模型,对未来20 a的河床冲淤变化和演变发展趋势作了预测。     

沙颍河三八村切滩段航槽稳定性分析

以沙颍河阜阳闸站1972—2016年水沙原型资料为基础,利用SPSS、Matlab等工具,采用R/S分析和小波分析等方法,研究三八村河段来水来沙特性及变化趋势;基于2017年及2019年工程河段实测地形资料,分析近期河势变化情况及河床冲淤特性,揭示该河段河床演变的主要特点和规律。结果显示：在径流量未发生系统增加或减少的前提下,河道输沙量和含沙量均呈明显降低趋势;预测工程河段输沙量与含沙量未来一段时间整体呈现减小的趋势;自然演变条件下,整治工程段河道滩地基本稳定,主槽微冲,冲刷幅度较小,河道相对比较稳定;工程不会根本上改变河段的冲淤特性,从长远来看,工程后弯道主流会逐渐趋向于新开河槽,河床仍将保持冲刷下切的趋势。     

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。     

近四十年来西江磨刀门水道河床特征研究

将西江磨刀门水道1962、1977、1999年航道图高程信息数字化,建立了磨刀门水道的DEM,为珠江三角洲网河其它河道建立DEM提供了借鉴。利用此模型研究了磨刀门水道河床近40多年的河床演变,研究表明:1962-1977年总体表现为淤积,淤积量20.33×10~6m~3,主要冲淤深度介于2~-2m之间;1999年较1977年河床处于冲刷状态,冲刷量26.17×10~6m~3,冲淤深度在4~-2m之间。1962~1999年磨刀门水道总体表现为冲刷状态,净冲刷量约5.76×10~6m~3,年均冲刷率0.16×10~6m~3/a,单位河长冲刷率约为0.13×10~6m~3/km,浅滩面积减少,河槽深槽范围扩大,水深增大,断面向窄深发展。上游水沙来量变化、三角洲网河及河口区围垦和联围筑闸的影响及网河区大规模河床采砂是近四十年西江磨刀门水道河床演变的主要驱动因子。     

关于长江口深水航道维护条件与流域来水来沙关系的初步分析

长江口深水航道一、二期工程建成后,航道回淤量得到了控制.分析其原因,长江流域进入河口的泥沙近十多年来明显减少,但河口水体含沙量并未减少.河口下段由于存在明显的泥沙再悬浮过程,泥沙活动总量远大于流域来沙量.因此,在一定时期内,流域来沙减少不会显著改善航道的维护条件.另一方面,河相关系分析和实测地形资料表明,近十多年来长江口内沙洲面积持续减少,分析认为应与流域来沙减少和变细有关.一段时期内,河床演变趋于活跃,增加了泥沙活动,对航道维护有不利影响.     

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。     

珠江河口近期岸线演变及其原因

基于不同时段的珠江河口卫星遥感图像,结合遥感-地理信息系统(RS-GIS)集成技术定量计算分析岸线近期的冲淤变化。从海平面上升和上游来沙等自然演变条件及人类工程活动两大方面分析珠江河口岸线冲淤演变的原因。结果显示:在1976—2006年,珠江河口近岸岸线整体向海淤涨579.2 m,年均淤涨19.3 m,而外海岛屿岸线总共淤涨21.6 m,年均淤涨0.7 m,近岸岸线的淤涨速率远快于自然演变过程。自然条件变化如海平面上升,在河口岸线剧烈的变化中影响较小。20世纪90年代期间上游来沙的减少与岸线淤涨速率变快的结果并不一致。详细的对比分析说明珠江河口地区的土地围垦是其岸线剧烈变化的主要因素。     

温州石化基地围垦工程潮流泥沙数值模拟研究

使用TK-2D软件建立了瓯江口海区潮流泥沙数学模型,通过数值计算分析了温州石化基地围垦工程对瓯江北口、中水道、黄大岙、重山、沙头、小门、黄大峡等水道,以及对瓯江泄洪排涝和附近港区、海域的影响。研究结果表明:围垦工程对附近各港区、水道影响很小,温州石化基地围垦工程建设是可行的。     

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。     

长江下游典型代表性潮型选择研究初探

通过建立大通至长江口一维水沙数学模型,在实测资料验证的基础上计算得出沿程各站逐时潮位。利用计算得出的逐时潮位资料,研究了江阴、徐六泾和六效的高潮位以及日平均潮位与上游大通径流量的相关关系,分析上游径流与近河口河段潮位影响趋势。通过一维水沙数学模型结合不同潮差累积频率的代表性潮型作为下游控制条件计算,在比较河段实测冲淤量与计算冲淤量的基础上,分析不同潮差累积频率的代表性潮型适应性。     

多因素数学模型在温州瓯江口浅滩围涂工程研究中的应用

建立了波浪、潮流、盐度、悬沙、底床冲淤等多种因素数学模型,在模型验证的基础上,对瓯江口温州浅滩围涂工程海区的波浪场、潮流场、盐度场、悬沙场、底床冲淤场进行了数值模拟研究,对温州浅滩围涂工程对瓯江泄洪、瓯江南北口分流比、乐清湾养殖业、瓯江口港口航道及状元岙深水区、南口口外滩地的影响进行了分析论证。分析研究结果表明,温州浅滩围涂工程是可行的。     

舾装码头工程对大辽河口流场的影响

建立大辽河口二维潮流数学模型,分别对工程建设前后潮流场进行模拟计算。计算结果显示,由于舾装码头及引堤工程缩窄了盖州滩东侧至双台子河口的主流通道,使得周围海区的水动力环境发生了一定变化,受工程影响工程区西侧(双台子河口一侧)流速增大,工程区东侧(大辽河口一侧)西水道入口处流速受围填二期影响略有减弱,东水道基本不受工程影响。     

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。     

洋浦港潮流场数值模拟

基于非结构网格下的有限体积法,运用SIMPLE算法和动量插值方法求解二维浅水方程,建立了河口潮流的水深平均二维浅水数学模型,在对模型进行大、中、小潮验证的基础上,对洋浦港LNG接收站码头工程实施前后的潮流场进行了数值模拟研究。研究表明:建设LNG码头前后海域的流场没有明显的变化,对附近海域潮流运动的影响很小。     

潮汐河口治导线放宽率计算公式的参数取值

受潮棱体蓄潮影响,潮汐河口整治工程往往需考虑一定的治导线放宽率。针对放宽率的计算目前已有诸多经验公式,其中潮差和治导工程蓄潮系数是公式中的两个重要参数,合理取值非常关键。从放宽率公式推导的基础公式出发,理论分析表明,公式中的潮差取为落潮流水位差更为合理;就治导工程蓄潮系数而言,现有文献提出的治导工程高、中潮位整治时分别取1.0和0.5过于简单。结合灌河口和长江口北槽航道整治工程案例分析表明,治导工程蓄潮系数不仅与整治建筑物高程有关,而且与整治工程平面布置形式密切相关,治导工程系数的取值部分情况下可采用经验公式计算取值,而复杂情况下建议结合数学模型或物理模型合理确定。     

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。     

潮汐河口长航道乘潮问题研究

针对潮汐河口长航道乘潮计算的潮位资料代表性问题,提出了潮汐河口乘潮水位的多站联合计算法。该方法利用多站同步潮位资料,综合考虑船舶通航方式与潮波传播速度等因素,可合理计算潮汐河口乘潮水位。长江口深水航道的有关计算表明,相同乘潮历时和累积频率对应的乘潮水位,进河口大于沿程单站的乘潮水位,且明显大于出河口。潮汐河口长航道设计,应根据当地河口的潮汐性质、强度及其与径流的对比,以及船舶航行的特点包括航速、进出港载货情况和航道沿程水深,确定合理的乘潮方式,即选择合适的航道乘潮长度。