海平面上升对长江口航道的影响与对策研究

“海平面上升对上海的影响及对策研究”课题中的部分研究成果。温室效应造成全球水体增加。海平面上升将对沿海地区产生很多不利影响，在对长江口涨落潮特性和水沙运动规律进行研究后表明，海平面上对长江口深水航道治理工程中的拦门沙航道造成的影响将是有限的。     

海平面上升对长江口涨落潮历时差的影响

针对近年来全球变暖,海平面上升影响河口地区水文特性的问题,对海平面上升对长江口涨落潮历时差的影响进行研究。采用二维潮流数学模型的方法,模拟在长江口上游大通的洪枯季及年平均径流量条件下,海平面上升100 cm对涨落潮历时的影响。结果表明:海平面上升减小了长江口北支上半段、南支和南北港等中上游区域的涨落潮历时差,对靠近外海的北支末段和南北槽的涨落潮历时差影响很小。海平面上升加大了河口地区的涨潮动力,使长江口的涨落潮历时差有所减小,由此对长江口地区的盐水入侵和泥沙输运带来的影响必须引起重视。     

及早应对海平面上升带来的影响

近期公布的《2007年中国海平面公报》显示：近30年来，中国沿海海平面上升显著；2007年，中国沿海海平面平均上升速率为2．5毫米／年，仍高于全球海平面1．8毫米／年的上升速率；预计未来10年，中国沿海海平面将继续保持上升趋势，将比2007年上升32毫米，沿海地区海平面上升幅度介于18～39毫米之间。     

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。     

及早应对海平面上升带来的影响

近期公布的《2007年中国海平面公报》显示：近30年来，中国沿海海平面上升显著；2007年，中国沿海海平面平均上升速率为2．5毫米／年，仍高于全球海平面1．8毫米／年的上升速率；预计未来10年，中国沿海海平面将继续保持上升趋势，将比2007年上升32毫米，沿海地区海平面上升幅度介于18～39毫米之间。     

海平面上升对沿海工程顶面高程确定的影响

随着海平面的上升,沿海地区的年最高水位的极值及重现期已发生变化,对沿海工程顶面高程的确定产生了重大影响。以吴淞为例,以码头顶面高程为研究对象,用纯经验曲线法计算重现期;并根据IPCC第5次评估报告假定情景下的海平面上升情况,计算各情景下港口码头顶面高程的变化。结果表明海平面上升对码头顶面高程确定的影响非常明显,对顶面高程较低的码头的影响尤为显著。     

长江下游感潮河段造床流量计算研究

针对长江下游大通至长江口的感潮河段,借助潮流数学模型,计算造床流量,研究其特点及变化规律。研究表明:计算感潮河段造床流量时,流量输沙率法使用方便,计算结果较为合理;对于天生港以上河段,存在两个造床流量,而对于徐六泾以下河段,则存在一个造床流量群;大通至仪征河段的造床流量沿程变化较少,自仪征开始造床流量沿程逐渐提高,主要应与纳潮量沿程增加有关。     

对长江潮区界与潮流界的研究

长江感潮河段长达上千公里,半日潮波自河口溯江而上可直抵安徽安庆以上。在这一河段内,以潮区界划分有潮与无潮区,以潮流界划分水流特性转变区,因此,它们位于何处,对于该地区的经济开发、农业规划、生态环境、航行交通、航道工程、港口建设、航行安全与科学发展等关系密切,意义重大。根据实地调查及其收集的大量资料,经数值模拟与调和分析,皆与实测资料验证,取得重要成果:长江潮区界位于安庆与南京之间,潮流界位于镇江与江心沙之间。但是,这一新概念与传统概念迥然不同,即一般认为,长江潮区界位于安徽铜陵与芜湖之间,而潮流界位于江阴以下。     

我国近年海平面变化的研究和分析

文章根据国家海洋局发布的<2006年中国海平面公报>,论述了我国沿海海平面近年的变化趋势,重点分析了海平面上升对我国沿海地区造成的影响,并相应地提出了对策和建议.     

海平面变化对码头面高程确定的影响

国内外港口工程计算码头面高程时,仅考虑海平面上升趋势,且多采用全球海平面数据。对海平面变化机制和时空特征进行探讨,指出海平面变化包括季节性变化、年际变化、年代际变化以及长期趋势等,码头面高程确定不应忽视海平面局地特性和时间特性的影响。结果表明,码头面高程确定除考虑海平面长期趋势外,还应根据水位数据的时间尺度,进行必要的季节性修正、年际修正、年代际修正。     

长江河口段平均海面数值模拟研究

为更好研究长江河口段平均海面的特性,建立了大通至长江口感潮河段的二维水动力数学模型,通过模拟径流与潮汐共同作用下的水动力过程,并设置上下游不同条件的对照组,分析了河口段平均海面的影响因子及响应规律。结果表明,长江河口段年平均海面A0值由上游径流和外海潮波共同作用产生,外海潮波给予了河道内平均水位一个沿程定值,而径流使得其产生了沿程衰减的趋势,这是河口段A0特征不同于外海的原因,也说明径流是其主要影响因子。A0只受径流和外海潮位的年平均值影响,而不受两者的年内变化影响。径流量的变化会导致上游A0值比下游发生更加显著的响应;外海A0值的变化会使沿程发生大致等量的变幅。未来全球海平面上升后,河口段A0也将上升相近幅度。     

感潮河段支流口门枢纽通航水流条件研究*

界牌水利枢纽位于长江下游感潮河段支流口门,受用地条件限制,距江边较近且开敞布置,枢纽外江侧水流受到非对称涨落潮牵制作用明显,涨潮引水情形下,引航道口门区横流超标。物理模型试验结果表明：延长导流堤仅使得横流发生位置提前,并没有减小横流强度;船闸侧岸壁外扩能提前调整水流,为引航道口门区提供遮蔽环境,从而消弱横流,但受口门区用地条件的限制;而导流堤头部透空可较好地分散横流,改善流态,满足通航水流条件,其中透空段的长度取决于横流的分散效果,整个导航墙的长度取决于停泊区的纵向水流控制条件。     

岸线变化对天津近岸海域污染物输移扩散影响研究

应用MIKE21数学模型对天津近岸海域潮流场进行数值模拟,同时考虑天津近岸海域5个典型河口污染物输入的影响,计算了大小潮作用下COD输移扩散范嗣,并研究了岸线变化对COD输移扩散范围的影响.结果表明,岸线的变化对北塘口及天津港附近COD的输移扩散有较大影响.岸线变化后,大小潮高低潮时刻对应的0.001 mg/L浓度等值...     

岸线变化和海平面抬升对珠江河口水体交换的影响*

水体交换能力是评价河口水域自净能力的一个指标。为研究岸线变化下珠江河口水体交换能力的变化情况以及海平面抬升对其的影响,建立珠江河口二维水动力-保守物质运输模型,并将模型模拟的水位、流速、流向结果与实测数据进行对比。运用欧拉法,分别计算洪枯季、高低潮位下不同年代岸线变化和海平面抬升不同高度时珠江河口水体滞留时间的变化情况。结果表明：岸线围垦对珠江河口各水域水体交换的影响不尽相同,如从20世纪70年代—2010年,伶仃洋水域的平均水体滞留时间先保持几乎不变后略微减小,而黄茅海和磨刀门水域则因状况而异;海平面抬升不利于水体交换,珠江各水域平均水体滞留时间随海平面抬升而增长,且枯季增加的时间大于洪季。     

弱感潮河段抛石漂移距现场试验研究

长江南京以下12. 5 m深水航道口岸直水道整治工程位于扬中河段,工程离岸远、水深大、水流实时变化、轴线长,潜堤施工抛石落点预测尚存在难题。在扬中河段开展涨、落潮条件下的抛石漂移距现场试验,获得涨、落潮条件下现场抛石漂移距公式,并应用于口岸直水道鳗鱼沙潜堤施工中。结果表明,抛石漂移距受潮流加速度影响,加速时段的漂移距大于匀速时段,减速时段的漂移距小于稳定时段,潮流加速度小于1. 5×10~(-3m)/s~2时,全潮流过程可采用统一漂移距系数0. 892;施工过程中群体抛石中值粒径单块石漂移距小于4. 5 m时,可采用群体抛石中值粒径来估算群体抛投平均漂移距,实测群抛抛石成堤断面与设计断面吻合较好。为弱感潮河段水上抛石落点精准预测提供依据。     

感潮河段支流口门枢纽局部流态优化试验研究

感潮河段支流口门受潮汐作用影响,在落潮高强度引水时,由于枢纽建筑物局部断面突变,产生多种不良流态,严重影响闸门过流能力.以新孟河界牌枢纽为例,开展局部水流条件物理模型优化试验,提出不同隔流墙长度和不同导流墩形式的整治措施方案.结果表明,延长隔流墙仅使遮闭区回流位置提前,回流长度有所增加,对入闸流态无明显效果;导流墩平行...     

三角门船闸开通闸运行条件试验研究

文章建立了三角门船闸物理模型,通过物理模型试验研究了开通闸运行时闸室、引航道的水动力条件以及闸门启闭机的受力。在此基础上,提出了开通闸运行的判别方法,确定了该船闸宜进行开通闸运行的临界上下游水位差。研究结果表明,不同来流条件下,当上下游水位差处于-0.35~0.37 m,且不超过设计水位时,闸室和引航道主流波动较小,流速对开通闸运行影响不大,且船闸启闭机受力不超过设计值,焦港船闸可进行开通闸运用。     

基于MIKE21对防撞设施桥墩处紊流宽度的研究

目前,对航道中桥墩处紊流宽度计算一般使用E=K_cK_sf(v,b,h)公式。但该公式并没有涉及航道地形的参数,也没有考虑到后续防撞设施的影响。为了研究防撞设施的布设对于桥墩处紊流宽度造成的实际影响,本文采用MIKE21软件,结合中运河桥和茹塘大桥实例,建立二维水流数学模型。通过对比数模与公式结果的误差发现,该一般性公式只适用于墩前水流较简单的情况。MIKE数模能更好地还原研究区域水文条件,直观反映紊流宽度,弥补了公式中关于桥墩附近复杂地形的空白,对将来公式修正提供了科学参考依据。     

感潮河段支流口门堤头结构形式研究

感潮河段支流口门引排水枢纽受用地条件限制常距江较近,口门区水流受主河道涨落潮牵制作用明显,水流流态复杂,极易造成口门区泥沙淤积、岸坡冲刷及引航道横流超标等工程问题。为此,设计出可以改善感潮河段支流口门流态的梯级堤头结构形式。物理模型试验结果表明:在涨潮引水情形下,主河道水流折冲转向入引河的夹角减小,水流更为平顺地进入河道,减小了水流对河岸的冲刷,同时减小了引航道口门横流流速;在落潮排水情形下,堤头上下两级平台间可供水流通过,减弱水流顶冲主河道的强度,使得堤头下游回流范围减小,有利于河势稳定。     

长江下游感潮河段极值水位的周期分析

采用周期图法和最大熵谱法两种谱分析方法,研究了长江下游感潮河段芜湖、南京、江阴3个水文站1964-1987年共24 a的年最高水位及年最低水位的周期特征.发现芜湖、南京、江阴的年最高水位都具有3.14 a的周期,芜湖、南京还提取了7.33,2.2 a的周期,江阴还有5.5 a的周期.芜湖、南京、江阴的年最低水位序列都提取有2.44～3.14 a的周期,芜湖、南京、江阴还分别有2.2,5.5,11 a的周期.提取出的这些周期既反映了长江径流的周期特性,也体现了海洋潮汐的周期特性,从而为研究长江下游感潮河段的年际变化规律提供了科学依据.