曹妃甸围填海工程对海床冲淤的影响预测分析

通过建立曹妃甸海域平面二维悬沙输移扩散和床面冲淤变化数学模型,预测分析了2005年和2013年曹妃甸围填海工程对海床冲淤环境的影响,得出曹妃甸海域的海床年冲淤变化特征。结果表明,从2005～2013年9年间曹妃甸围填海工程实施后海域仍呈现整体冲刷趋势,北部近岸海域及围填海形成的港池则呈淤积态势,海床冲淤强度没有明显的变化。     

瞬时点源和连续源随流输移扩散

为更好地研究简单波流场下近岸污染物的输移扩散,科学地分析污染物扩散形态,基于输移扩散方程推导出点源和连续源无限区域时二维浓度解析解。结合二维对流输移扩散数值模型和墨水扩散试验,分别得出在近岸点源和连续源情况下污染物输移扩散的特征。模型和试验结果表明:数值结果与试验结果吻合良好,瞬时点源扩散呈圆环分布,浓度值由中心向外部递减,连续源扩散浓度随空间呈椭圆分布,距离源点越远,相对浓度越小。     

风浪流作用下的沙波运移

本文考虑了风浪流联合作用下从大陆架到岸边的海底沙波运移.计算了准二维流场下的推移质泥沙输移,讨论了在不同风速下整个流场,以及剪应力大小及方向的变化对泥沙输移的影响,分析了Fr数和砂粒粒径对泥沙通量的影响.本文为进一步研究实际海域内沙波的运移给出了可行的理论模型.     

港池疏浚过程悬浮物影响预测研究及应用

港池疏浚产生的高浓度悬浮泥沙,对海域环境的影响不能忽视。在建立近海悬浮物二维输移扩散数值模型的基础上,采用有限元分步杂交方法求解,对两种不同施工方案下悬浮物的输移扩散进行预测模拟。根据预测结果,对比分析两种施工方法可能对附近海域水质环境造成影响的程度,为施工方案的选择提供科学依据。     

连云港近岸海域余流特征及其季节变化

根据连云港近岸海域夏冬季多站同步连续实测潮流资料,分析了不同季节、不同潮周期余流变化特征。结果表明,余流大小由北向南呈逐渐增大趋势,余流方向在海州湾海域主要为西南向,港口南部海域余流的方向受地形和径流影响,规律性较差。余流垂向大小变化表现为4种形式,方向变化表现为2种形式。夏季上层余流大小、方向与近底层存在明显的差别,冬季余流在垂向上分布相对均匀。     

渤海湾围垦工程引起的岸线及潮流变化

本文以10年为间隔选取1984年、1995年、2005年、2016年的渤海湾卫星图像资料进行处理对比,分析渤海湾的岸线时空变化,并在此基础上,利用数学模型模拟渤海湾岸线变化对湾内潮流动力的影响。2005~2016年的岸线变化最为明显,海域利用方式从滩涂围垦向填海造地进行转变。岸线变化对渤海湾潮流的影响集中于围填海工程规模较大的近岸区域,离岸区域变化则不明显。岸线变化前后,渤海湾的流态总趋势并没有改变。     

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。     

滨州港规划方案水动力数值模拟研究及其对黄骅港的影响

在滨州港海域水沙环境分析的基础上,采用数学模型对滨州港规划方案水动力变化、泥沙淤积等进行研究,分析滨州港规划方案对黄骅港海洋动力和泥沙环境的影响。研究结果表明：规划方案的实施未改变大范围海域潮流运动规律,外海涨落潮潮流主向仍为东西向,至近岸转为与等深线基本垂直;滨州港规划方案使得黄骅港外航道内和以北、以及黄骅港和滨州港两港之间区域,涨、落潮时段潮流矢量普遍发生逆时针偏转,潮流向与黄骅港航道轴线方向夹角减小,涨、落急时刻黄骅港航道流速变化很小,对航道基本没有影响;工程后,该海域的波浪场仅在滨州港港岛周围发生了变化,对黄骅港航道及其周围的波浪场没有影响;滨州港规划方案引起滨州港港岛周围含沙量场发生变化,对黄骅港航道含沙量场没有产生影响;黄骅港、滨州港海区泥沙的净输移方向应该是由南向北、由近岸向外海输移方向,滨州港的规划方案遏制了部分泥沙来源,对减少黄骅港外航道泥沙淤积有利。综合分析认为：滨州港规划方案对黄骅港海洋动力和泥沙环境无不利影响。     

斯里兰卡科伦坡港海域岸滩演变特征及泥沙环境分析

根据科伦坡港海域两次季风影响期的水文泥沙实测资料,结合其他相关数据资料及研究成果,采用现场踏勘、资料分析和遥感影响分析对比等技术手段对该工程进行了研究。分析结果表明,拟建工程区海域砂源有限,水体整体比较清澈,悬沙浓度相对较小,而海床沉积物质主要以中砂和中细砂为主,在常年波浪作用下,近岸坡度较缓但破波带附近迅速变陡,为典型的砂质海岸。海岸线整体平直、且无沙嘴及明显泥沙输移痕迹和局部堆积体,近岸泥沙相对不活跃,多以近岸输移运动为主。通过岸滩演变分析,历史上该海岸呈现逐渐侵蚀冲刷的趋势,海床侵蚀强度平均在0.04 m/a左右。另外,基于风浪和涌浪的分频分级统计资料,还对拟建工程海岸的岸滩稳定类型、沿岸输沙和横向输沙能力进行了估算。     

缅甸土瓦海域的海浪模拟与分析

文章以欧洲中长期天气预报中心(ECMWF)的气象资料为基础,采用SWAN建立数值模型,模拟了缅甸土瓦海域波浪传播至近岸的过程。模型采用卫星高度计资料和现场实测资料同时进行验证,验证结果表明模拟结果与两种资料结果趋势均符合较好。该海域波浪传播至近岸海域受地形折射与岛屿链影响明显,外海WSW向浪入射时,受岛屿掩护近岸海域波高迅速减小,岸线北部区域波浪折向W向,而外海SSW向浪入射时,波高受岛链掩护不明显,波高相对减小缓慢,岸线南部波浪折向SW向。     

长江口南支南港的北槽枯季水体中混合、层化与潮汐应变*

2010年1月1日至10日在长江口南支南港北槽航道弯道段内3个水文测站位CS1、CSW和CS8,观测得到大、中、 小潮的潮位、流速、盐度和含沙量的时间序列。这些资料揭示了由盐度和含沙量引起的垂向层化的大、小潮和涨、落潮的 潮周期变化特性。为定量了解航道弯道段水体的垂向混合程度,采用考虑含沙量后的水体密度来估算其梯度Richardson数 (Ri)。在转流时刻,CS1和CSW站位的量级为101 ~ 102,水体呈现层化状态;在涨急、落急时,Ri量级为10-2 ~ 10-1,水体呈 现强混合状态。CS8站位涨潮时的Ri在0.25~5,落潮时平均为10-2量级。3个水文测站位,涨潮时的层化均强于落潮时;大潮 时的层化程度最强,而小潮时的层化持续时间最长; 均存在潮汐应变的现象,且以非持久性的SIPS层化为主。采用Simpson 等[2]的公式,估算了长江口北槽航道弯道段内水体由河口环流、潮汐应变和潮汐搅动引起的势能变化率。潮汐应变是水体 层化的主要动力机制,而河口环流引起的势能变化率比潮汐应变和潮汐搅动引起的小102 ~ 103量级。     

灌河口盐、悬沙通量的分解及时空特征

灌河是江苏省北部目前唯一没有在干流建闸的入海河流,拥有广阔的滩涂和优良的航运条件。河口通量是河口治理和河口环境保护中的关键要素。为研究灌河口的盐及悬沙的输运,基于实测资料利用通量分解方法对灌河的盐及悬沙通量的空间分布、大-小潮与潮内的时间变化特征进行了探讨。研究认为：在口门以内的弯曲河段,盐通量在凸岸浅水区一般指向下游,在凹岸深槽处则指向上游。大、小潮期间悬沙通量则基本上为左侧指向上游、右侧指向下游;口外盐通量方向为NNE-NE,而且随径流量大小而稍有改变,口外悬沙通量方向在远岸区域表现为WNW-NNE,近岸G2测点的悬沙通量则指向口门;口门内外盐和悬沙通量的组成均基本以T1、T2和T4为主导,通量组成的总体特征在大、小潮期间基本类似。涨落潮流速最大时刻的悬沙通量不一定与流速方向一致,最大落潮流速时刻由于悬沙浓度可能小于平均值而导致悬沙净输运指向上游。     

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。     

On the observability of the fortnightly cycle of the Tagus estuary turbid plume using MODIS ocean colour images

Using three years (2003 to 2005) of MODIS-Aqua normalized water-leaving radiance at 551 nm this paper shows a fortnightly cycle in the Tagus estuary turbid plume. The Tagus estuary is one of the largest estuaries of the west coast of Europe and is located in the most populated area of Portugal, including the capital Lisbon. The turbid plume has been detected by the backscattering characteristics of the surface waters in the vicinity of the estuary mouth. In fortnightly scales, the turbid plume has smaller dimensions during and after neap tides and higher dimensions during and after spring tides. This is most probably associated with the fortnightly spring–neap tidal cycle and the consequent increase in turbidity inside the estuary during spring tides. During the summer weak spring tides (tidal amplitude approximately 2.5 m) no turbid plume is observed for an entire fortnightly cycle. Outside the summer months, precipitation, river discharge and winds, were found to increase the turbid area, but the fortnightly cycle appears to be superimposed on the large time-scale variability, and present throughout the year.     

长江口南港化学需氧量动力学模型的应用

分析了长江河口南港的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,即COD)的断面分布实测数据。应用Hydroqual公司的环境生态动力学模型EFDC在长江河口河段建立了三维的化学需氧量动力学预测模型,用此模型得出南港区域的化学需氧量的三维空间分布及其随时间的沿程变化。数值结果显示该区域化学需氧量分布趋势大体为:排污口附近较多,枯水期更为明显;丰水期由于长江径流的稀释作用,其浓度大大降低;将数值模拟的结果和现场观测值进行了对比,表明三维环境生态动力学模型EFDC是基本可行的预测模式。     

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。     

万泉河嘉积至博鳌河段河道水力特性分析

依托万泉河一期航道建设研究,建立了万泉河嘉积至博鳌河段二维正交曲线水流数学模型。首先采用天然资料对模型进行率定,通过有关参数调整,使数值计算成果与天然实测资料达到精度要求。依据对枯水期大潮、枯水期小潮、洪水期大潮3次潮流模拟成果,详细分析了目标河段地形、水位、比降、流速的变化特征,给出了潮区界、潮流界变化规律,明确了感潮河段的具体位置,并重点介绍了博鳌水域流场分布,为万泉河航道建设规划提供了技术支撑。     

南港—北槽洪枯季沿程水沙盐特性分析*

利用2012年2月及8月长江口南港—北槽大、小潮水文测验资料,从涨落潮历时、流速、含沙量及含盐度等方面 分析了南港—北槽洪枯季水沙盐纵向及垂向分布特征以及潮周期内含沙量变化特性。分析表明：南港—北槽沿程各垂线落 潮平均历时洪季整体较枯季长,涨潮平均历时洪季整体较枯季短,且小潮期洪、枯季的这种差异更为明显;南港—北槽洪 季落潮流速普遍大于枯季,涨潮流速普遍小于枯季;小潮期涨潮平均流速会出现近底层较表层大现象, 且CSW-CS3出现滞 流点;北槽中段—口外段洪季含沙量及垂向差异均较枯季大,南港圆圆沙段及北槽上段枯季含沙量较洪季大;潮周期内北 槽中段各垂线上层含沙量均较小,且变化幅度相对较小,但下层含沙量变化达数倍乃至十几倍之多,且涨憩时段近底层含沙 量可能特别高;洪枯季北槽中段均存在盐水楔,其位置洪季偏上、枯季偏下,最大浑浊带洪枯季位置变化与此基本一致。     

基于分层系数法与混合比法的长江口盐淡水混合规律研究

采用长江口4条入海汊道3个月的水文测验资料,研究长江口的盐度分布格局和盐淡水混合情况,运用分层系数法和混合比法对长江口实测盐度数据进行分析。结果表明:北支汊道的盐度最高,洪、枯变幅大,全年均为垂向均匀混合型;南支3条汊道盐度从高到低依次为南槽、北槽、北港;盐淡水混合强度从高到低依次为南槽、北槽、北港,这与长江口北港分流量大于北槽、北槽分流量大于南槽的格局相对应;枯季的混合强度大于洪季,大潮的混合强度大于小潮。盐淡水的混合强度呈周期性变化,涨急前后垂向混合程度最大,涨潮的混合强度高于落潮时的混合强度。     

厦门湾悬沙分布的多时相遥感分析

利用厦门湾地区多时相遥感图像反演出表层悬沙浓度分布图,进而定性分析不同径流和潮流下悬沙分布规律。研究表明,九龙江河口湾为该地区悬沙浓度最高的区域,分布上具有"西高东低"的特征。全湾悬沙来源主要为两部分:径流来沙以及波浪和潮流掀沙。潮流运动是泥沙输送的主要动力,由于弗劳德数分布不同而引起的潮流挟沙力空间差异,是影响厦门湾悬沙分布的主导因素。利用实测泥沙资料将不同时相下瞬时悬沙浓度转换为全潮平均悬沙浓度以进行定量分析,结果表明悬沙浓度具有大潮大于小潮,枯季大于洪季的特征。