深水航道的河势控制和航道回淤问题

长江口深水航道的整治为检验和深化潮汐河口汊道整治理论及方法提供了依据。河势的宏观控制要求北槽维持落潮流输沙优势。分析表明,工程后北槽分流比下降,已接近河槽性质转变的阈值。一、二期整治工程使河槽断面由宽浅向相对窄深转变,形成了覆盖航槽的连续深泓,为航道维护提供了重要保证,但三期减淤工程使-8 m以下河槽断面向相对宽浅逆转,加上北槽中段过高的流速造成该河段的高含沙量和高输沙率以及该河段近底净输沙方向指向航槽内,使回淤量进一步增大。通过现场观测进一步揭示了近底高含沙量及浮泥形成的机制。进一步的减淤措施应注意恢复合理的导治线放宽率以使输沙率的沿程分布较为均匀。     

复式河槽断面形态对综合糙率的影响

针对复式河槽的断面形态对称与否,对其综合糙率进行研究。根据大量的水槽试验进行整理分析,主要针对河槽几何形态以及相对水深比(hf/Hm)对复式河槽的影响拟合出综合糙率表达式。结果表明,在一定范围内,综合糙率随滩槽宽度比的增大而增大。并根据对比对称与非对称的计算结果,认为对称情况下的综合糙率比非对称情况下偏大。     

连云港外航道沿程含沙量计算研究

在淤泥质海岸,含沙量是影响航道回淤的关键因素,而外海含沙量资料往往难以获得。针对连云港海域外海含沙量资料缺乏的现状,根据已有的7万t级、15万t级和25万t级航道回淤实测资料,利用潮流数学模型,结合规范推荐的两种淤泥质海岸航道回淤预测公式,反算了外航道沿程含沙量,并对计算结果进行了对比分析。结果表明,根据航道回淤资料反算的含沙量大小与分布较为合理,且不同航道等级条件下反算的含沙量结果较为接近,说明这种计算方法可靠、计算结果稳定;该方法仅适用于海床冲淤平衡条件下外航道含沙量的推算;刘家驹公式与曹祖德公式计算的含沙量结果均能满足精度要求。     

瑞丰沙变迁对长江口南港河床特征影响

根据长江口南港河段历史地形资料、1998年以来历年4次固定断面水深测量资料,分析瑞丰沙的形成、发育以及冲刷过程,重点分析近10余年来瑞丰沙变迁对南港河段河槽容积、过水断面面积及断面形态的影响。研究表明:1)近年来,瑞丰沙上段保持相对稳定的态势,下段逐渐消亡,这与人类工程及无序采砂密不可分;2)瑞丰沙的变迁,对南港河槽有重要影响,南港上游断面面积保持稳定,下游断面面积明显减小,河槽容积逐年增大,深槽淤浅,靠岸,都与瑞丰沙的变迁密不可分。3)应采取积极措施抑制不利影响。     

最大熵原理在悬沙浓度分布计算中的应用

本文把河流断面上的泥沙浓度S作为随机变量,应用现代信息论中的最大熵原理推导出了泥沙浓度沿垂线分布的一种新的计算公式,计算结果与实测吻合较好,并且与传统公式相比具有以下特点:a、这一探讨为工程泥沙及环境科学的研究提供了一条新的途径;b、还有可能进一步推广应用于非宽浅河流泥沙浓度的断面分布;C、参量简明,便于式程界广泛应用.本文由于缺乏较为系统的系列资料,对参量取用、S沿断面的二维概率分布以及沿断面的泥沙浓度分布等问题的研究还不充分,有待进一步探索.     

天津港港内水沙分布特征值分析

利用潮流和泥沙淤积数学模型计算了天津港的流场分布、含沙量分布以及悬沙落淤强度分布 ,其结果与实测资料基本一致 .     

二维潮流悬沙动边界数值模拟研究

采用二维潮流和泥沙运动方程作为控制方程,对刘樟州浅段进行完全的数值模拟,对水文测验点的潮位、流场(流速、流向)、含沙量及地形进行验证。结果较好地模拟了此区域流场、含沙量的变化。为进一步优化工程方案提供了科学依据。     

南京大胜关长江大桥桥渡水文分析

收集实测水文站历年水文特征值(断面、水位、流速、流量、含沙量、潮汐特征),桥址不同水位级流向与流速,桥址与水文站联测值,根据有关规范进行分析计算,提供桥梁设计中所需相关水动力条件参数.     

南黄海辐射沙脊群悬沙特征研究

为了探明南黄海海域悬沙场的特征,以指导港口建设,通过人工神经网络,将平面二维潮流数值模型、天气图和水文测验数据联系起来,构建了平面二维悬浮泥沙模型。首先运用人工神经网络求出实测含沙量与水动力之间的函数关系,再把潮流模型和风场计算值代入此关系式,最后求出该海域含沙量平面分布。模型的计算结果表明:波浪掀沙和水流输沙是整个海域宏观水动力特征;西洋潮流水道处于冲刷状态,有利于深槽的维持;含沙量等值线与等水深线形状大体一致。     

从河相关系定性探讨长江口澄通河段河床演变趋势

利用长江口澄通河段多年实测水深、流量等资料,建立反映澄通河段典型断面面积随含沙量和落潮流量变化的河相关系。依据所建立的各典型断面的河相关系式,分别探讨在含沙量变化和落潮流量变化下,典型断面面积的变化情况。分析可知,当含沙量从0.312 kg/m3减少到0.043 kg/m3时,各典型断面的面积普遍增加超过55%,而当落潮流量从10000 m3/s增加到100000 m3/s时,典型断面面积增加了约7.7倍。这表明在落潮流量不变的前提下,含沙量的减少会导致澄通河段各典型断面面积较大幅度地增大,而在含沙量保持不变的情况下,随着落潮流量的增加,断面面积的增加也较为明显。     

新时期长江口航道建设深化研究方向的探讨

长江口航道的建设与管理面临着河势背景深刻变化的新情况和生态优先等新要求.为了进一步提高航道的综合通过能力,分析近几十年来长江口河势的主要变化,归纳长江口深水航道的治理(设计)思路.基于对长江口在盐、淡水交汇和潮汐环境中的黏性细颗粒泥沙运动物理过程和航道回淤机理的认识,包括盐度和含沙量的层化、紊动抑制、悬沙斜压效应以及纵...     

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。     

Distribution of suspended sediment in the coastal sea off the Ganges–Brahmaputra River mouth: observation from TM data

Remote sensing technique was applied to estimate suspended sediment concentration (SSC) and to understand transportation, distribution and deposition of suspended sediment in the estuary and throughout the coastal sea, off the Ganges–Brahmaputra River mouth. During low river discharge period, zone of turbidity maximum is inferred in the estuary near the shore. SSC map shows that maximum SSC reaches 1050 mg/l in this period. Magnitude of SSC is mainly owing to resuspension of the bottom surface sediments induced by tidal currents flowing over shallow water depths. The influence of depth on resuspension is farther revealed from the distribution and magnitude of SSC along the head of Swatch of No Ground (SNG) submarine canyon. During high river discharge period, huge river outflow pushed the salt wedge and flashes away the suspended sediments in the coastal sea off the river mouth. Zone of turbidity maximum is inferred in the coastal water approximately within 5–10 m depth of water, where the maximum SSC reaches 1700 mg/l. In this period, huge fluvial input of the suspended sediments including the resuspended bottom sediments and the particles remaining in suspension for longer period of time since their initial entry control mainly the magnitude of SSC. In the estuary near the shore, seasonal variation in the magnitude of SSC is not evident. In the coastal sea (>5 m water depth), seasonal influence in the magnitude of SSC could be concluded from the discrepancy between SSC values of two different seasons. Transportation and deposition of suspended sediments also experiences seasonal variations. At present, suspended sediments are being accumulated on the shallow shelf (between 5 and 10 m water depth) in low discharge period and on the mid-shelf (between 10 and 75 m water depth) during high discharge period. An empirical (exponential) relationship was found between gradual settle down of suspended sediments in the coastal sea and its lateral distance from the turbidity maximum.     

非均匀非平衡输沙数学模型在长江南京以下深水航道整治一期工程中的运用

通州沙、白茆沙是长江南京以下12.5 m深水航道上延南京首先碰到的两个重点碍航浅滩,工程河段受径流和潮汐的共同作用,水沙动力复杂,河床冲淤多变。建立三沙河段非均匀非平衡输沙二维潮流泥沙数学模型,在挟沙力公式、底沙与悬沙交换模式等研究的基础上,利用实测水沙及地形资料对模型进行率定和验证。在此基础上,利用该模型对长江南京以下12.5 m深水航道整治一期工程方案进行研究,分析整治工程的效果及影响,为工程设计提供技术支撑。     

甬江及口外海域潮流泥沙数值模拟

建立了甬江河道及口外海域平面二维潮流泥沙数学模型,对2015年6月半个月的潮流场和悬沙场进行模拟,模拟结果与实测资料吻合良好。计算得到了研究区域洪季的余流场和输沙格局,结果表明:甬江口外余流整体由西北指向东南,河道余流指向下游;除口门局部水域,甬江口外输沙格局基本与余流场一致,悬沙经涨潮流的作用被带入甬江河道,致使河道内近口门处的输沙格局由口门向内;甬江口局部区域输沙格局与余流场存在差异的原因是悬沙输移与潮流运动存在时间上的滞后。     

长江中游戴家洲河段河床演变分析及趋势预测

戴家洲河段来水来沙特点分析表明,本河段具有明显的平原河流特征,水流易受地形影响,河段年际间来水来沙存在较大的变化,来沙以流域产沙为主,河段内造床起主导作用的是悬移质泥沙运动.河段演变特点主要表现为:洪水河势基本稳定而中低水滩地则冲淤变化不定;池湖港心滩基本稳定;巴河边滩发育和冲蚀交替;戴家洲洲头不断变化;直港直水道和微...     

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。     

天津港至南排河岸段海域悬沙运动遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料和实测含沙量资料,建立天津港—南排河岸段海域悬沙遥感模式,对表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行分析。研究表明,该海域含沙量均呈现从近岸至外海递减,具有明显的层次性;相对较高的含沙区域主要集中在-2m等深线以内,其表层含沙量一般在0.3kg/m3以上;沿岸线走向,含沙量的大小及分布范围总体呈现自北向南有所增大的特点;悬沙分布受季节性影响较大,冬季大风掀沙使得冬季含沙量明显大于夏季;当海域吹向岸风时近岸的含沙量要比吹顺岸风或离岸风时近岸含沙量高。     

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。     

长江口南汇嘴海域表层悬浮泥沙分布和运动遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料,建立了长江口南汇嘴水域表层悬沙遥感模式,结合实测含沙量资料对南汇嘴海区表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行了分析,结果表明南汇嘴附近海域总体上含沙量较高,在0.5～1.5kg/m3变化。高含沙量多出现在杭州湾口中部、南汇嘴浅滩,杭州北岸芦潮港附近含沙量为0.5kg/m3左右。悬沙的浓度及范围随大、小潮和洪、枯季的不同而不同。悬沙的浓度及范围随潮差和风速增大而增大,南汇嘴边滩含沙量一般洪季高于枯季,杭州湾水域水体含沙量一般是冬季高于夏季。长江口与杭州湾之间存在着泥沙交换,长江口水沙以直接和间接2种方式进入杭州湾,而南汇嘴近岸水域则是交换的主要通道。