长江口深水航道C1吹泥站水文特征分析

基于长江口深水航道C1吹泥站共计2个定点的流速、流向大潮同步变化过程资料,对C1吹泥站区域水文特征进行了分析,为相关研究工作提供必要的基础数据支撑,结果表明:(1)长江口深水航道C1吹泥站水域潮汐类型属于不规则半日潮,日潮不等现场较为显著;(2)测验期间落潮流历时长于涨潮流;(3)涨、落急流速时刻提前于高、低平潮时刻,涨、落憩流时刻滞后于高、低平潮时刻;(4)A、B测点涨、落急流速基本相当,涨、落急流向基本相同;(5)A、B测站涨潮平均流速略小于落潮平均流速;(6)测区内各测点涨急、落急流速整体表现为由表至底渐次减小,且垂向上遵循对数分布规律;(7)测区的落潮潮量明显大于涨潮潮量,就物质输运角度而言,呈落潮优势。     

基于FVCOM的象山港海域潮汐潮流与温盐结构特征数值模拟

基于有限体积法的FVCOM模型,建立了象山港海域的三维潮汐潮流和温盐数值模型,计算中考虑了潮流、风、太阳辐射和径流因素的影响。模拟结果与2009年的监测资料进行了对比验证,结果表明建立的模型可以模拟该海域的水流运动和温盐分布特征。通过对数值结果分析得到了该海域的同潮图、潮流椭圆图、潮流性质和温盐分布等。结果表明,象山港的潮汐属于非正规半日浅海潮;M2分潮流椭圆长轴从口门到湾顶逐渐减小,其走向与岸线的方向基本一致;狭湾内呈现往复流特征而口门外开阔海域呈旋转流特征。湾口和湾顶部有着显著的温度差和盐度差,海水温度由湾口向湾顶部逐渐增大,盐度分布则正好相反。狭湾内距离湾口不同位置的横向温度、盐度垂向分布结构特征各不相同。     

赤湾突堤延长工程潮流数学模型研究

使用TK-2D软件建立了基于不规则三角形网格的伶仃洋整体二维潮流数学模型和赤湾附近局部二维潮流数学模型,根据现场实测资料对模型进行了验证。在验证的基础上,对赤湾突堤延长工程实施后造成的流场变化进行了模拟研究。研究结果表明:赤湾突堤延长工程实施后,流场变化仅限于工程附近;9#～13#泊位的涨落潮流速和流向基本不变;延长段堤头东南侧涨落潮流速呈减小趋势,延长段堤头西南侧涨落潮流速呈增加趋势;赤湾内涨落潮潮量不会变化;从对周围潮流场的影响角度考虑,赤湾突堤延长工程是可行的。     

长江口深水航道的回淤问题

一期工程后北槽沿程水流动力强度示于图11、图12,前者以涨、落潮峰值流速表示, 后者以涨、落潮流峰值摩阻流速表示.对水流动力的表达,后者更为确切.图12显示出如下三个特点:     

杭州湾潮汐不对称数值模拟研究

本文利用ROMS三维模式模拟了长江口及浙江沿岸水域的潮汐状况,在与实测数据进行验证表明模拟结果可行的基础上,分析了四个主要分潮的传播特性,并着重分析了杭州湾内部的潮汐不对称特性及其可能成因,以及M_4倍潮对该不对称性的影响。本文选取杭州湾内部南、中、北不同位置的10个站点,统计对比了这些站点处大、小潮期间的涨落潮平均潮高、历时和流速,发现该处潮汐具有明显不对称性,主要表现为:高潮的日不等性大于低潮,尤其是大潮期间;涨潮历时小于落潮历时,且这种差异在北岸更明显;涨落潮流速则与空间位置有关,北岸涨潮流速大于落潮流速,涨潮流占优势,南岸则正好相反,中间海域两者较为接近。这样的不对称表现主要是由潮波运动过程中与地形相互作用形成的非线性过程引起的,如M_4倍潮的产生。研究还发现,M_4倍潮的产生使该处涨潮历时减少,落潮历时增加。     

钦州湾老人沙围垦水动力泥沙影响物理模型试验研究

钦州湾老人沙规划围海方案处于口门涨落潮通道的浅滩上,围垦会对钦州湾海域水动力和泥沙环境产生影响。借助于潮流泥沙物理模型试验,模拟整个钦州湾海域潮流情况,对规划方案流态、潮流场变化、港池航道泥沙淤积进行了模型试验研究。模型试验研究表明,在钦州湾涨、落潮通道浅滩处口门围海,虽然利用地形地貌顺水流布置,仍会造成通道内水流重新分配及湾内纳潮量减少,规划方案对钦州湾纳潮量影响均减小4%左右,港池航道平均回淤强度在0.19 m/a内。虽然优化围垦方案南端岸线形状可减少分汇流影响,但在钦州湾口门围垦还应慎重。     

升降式螺旋桨研究

因糙率和粘性等作用,河水在不同水深处的流速是不相等的.在主流航道中,一般垂直水面每下降1.5米水深时,流速下降约0.1米/秒.海水涨、落潮时的流速情况与河水类似.     

舟山薄刀咀围垦工程船舶溢油数值模拟

基于MIKE21建立浙江舟山薄刀咀海域潮流数学模型,采用实测潮位以及流速流向资料对模型进行验证,基于MIKE21SA对"油粒子"在水表面的漂移、扩展、紊动扩散和风化等过程进行模拟,并将验证后的模型运用到薄刀咀围垦工程后的船舶溢油扩散模拟中,研究分析涨落潮及不同风况情形下薄刀咀围垦工程疏浚船舶溢油扩散趋势,研究结果表明:涨落潮时,溢油粒子到达敏感点时间差异明显,落潮时到达敏感点时间短,涨落潮油粒子扩散面积差异也较为显著,相同时间情况下涨潮的扩散面积大;静风涨潮下溢油粒子扩散范围最大,72 h扩散面积最大,达1 040.58 km~2,约19～21 h扩散至洋山石龙风景区和洋山风景区;由于防波堤的拦截,在SE、NNE和NNW风况下,涨落潮时溢油均未扩散至口外,油粒子迅速黏附到南防波堤或围垦工程区域,对防波堤口外海域几乎无影响。     

小门岛5万吨级煤码头工程潮流泥沙数模研究

使用TK-2D软件对小门岛5万吨级煤码头工程进行了研究,对港池开挖后的流速变化进行了分析,对泥沙回淤强度进行了预报。研究结果表明:(1)大、小门岛围垦工程及5万吨级煤码头港区开挖工程实施后,与现状情况相比,小门水道及开挖区涨、落潮流速普遍增加;(2)在大、小门岛围垦工程基础上5万吨级煤码头港区开挖后,与大、小门岛围垦工程情况相比,小门水道及开挖区涨、落潮流速减小;(3)港区开挖后,泥沙淤积不严重,开挖后水深能够维持住。     

珠海中燃桂山油库多点系泊码头技术改造潮流数学模型研究

利用TK-2D软件,建立了伶仃洋内外整体二维潮流数学模型和桂山岛附近工程区局部二维潮流数学模型,采用最新的水文资料对整体模型和局部模型都进行了验证,在验证的基础上,对珠海中燃桂山油库多点系泊码头技术改造项目的3个平面方案的潮流场进行了模拟,对泥沙回淤和骤淤进行了计算和分析。研究结果表明:工程方案实施后,3个方案的航道涨落潮平均流速变化仅为0.01 m/s,涨落潮平均流向不变。港池(调头地和泊位)开挖后涨落潮流速减小,不需开挖的(方案2的港池和方案3的调头地)则涨落潮流速不变;3个方案港池(泊位、调头地)和航道的平均淤强分别为0.06 m/a、0.02 m/a和0.02 m/a,淤积量分别为4.7万m3/a、1.2万m3/a和1.4万m3/a;工程骤淤问题很小,不致形成骤淤;从潮流场和泥沙淤积角度考虑,以方案2为最优,但考虑到3个方案淤强和淤积量值都不大,因此3个方案都是可行的。     

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。     

船舶乘潮进港时段水深及横流的推算研究

以岚山港南作业区为例,分析研究了环抱式港池建成初期船舶乘潮进港的调度问题。岚山港南作业区进港航道轴线与涨、落潮主流流向夹角较大,存在近口门航道段横流较大的问题;涨潮阶段横流普遍强于落潮阶段横流;涨潮阶段最大横流出现在口门外沿航道轴向400 m处。根据统计结果分析建立涨急流速和潮差的关系以及涨潮阶段设计乘潮水位流速与涨急流速的关系,然后通过查询潮汐表信息推算水深和横流,从而为确定船舶乘潮进港时间提供科学依据,达到船舶调度目的。     

韩国“世越号”沉船海域海流垂向分量研究

沉积物和营养盐的扩散与沉积过程受垂向流的影响,根据2015年10月13～22日"世越号"沉船打捞前及2017年5月10～16日沉船打捞后利用ADCP在沉船海域的定点流速观测资料,采用经验模态分解和功率谱分析的方法,研究了该海域海流垂向分量的变化规律及其与潮流的关系。研究结果表明,沉船海域垂向流速分量受涨落潮运动影响,垂向流速分量与东方向、北方向流速分量具有一定的相关性,对海流垂向分量影响较大的分潮主要为半日分潮和浅水分潮,上层水的涨、落潮流对垂向流影响程度高于下层水流;沉船打捞前垂向流与水平流的相关程度高于沉船打捞后,垂向流速分量的分布及变化规律明显受沉船的影响,打捞前垂向流的现象显得更加强烈。     

鸭绿江河口潮流泥沙数值模拟

在分析鸭绿江河口实测水文泥沙资料的基础上,采用MIKE21 FM模块建立了基于多重嵌套网格模式的河口潮流场和泥沙场数学模型,模型范围为上游丹东市的江桥至河口江海分界线以外6~7 m等深线附近,并对2个潮位站、15个流速流向和含沙量测站进行了验证,对现状条件下的河口水域流场和泥沙场进行了数值模拟与分析。研究结果表明:落潮流速一般大于涨潮,沿程变化上浪头港以下2 km附近及斗流浦航槽内平均流速较大,至河口段水面逐渐放宽,致使落潮水流流速有减小趋势;含沙量沿程呈递增趋势,最大含沙量出现在各分汊水道的上口,即斗流浦水域。     

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。     

长江口南槽入口河段近岸水域水文泥沙特征现场观测分析

基于实测数据,通过对测区流速、流向、含沙量、盐度、悬沙粒径、表层沉积物粒径等的分析,得出结论如下:(1)靠近航道的测点流速普遍高于离岸较近的测点。(2)含沙量变化相对于流速的变化略微滞后,并随着流速的增大而增大,且靠近航道的测点的含沙量亦高于离岸较近的测点。(3)除后半潮落潮期间各测点观测到较高盐度外,各测点盐度随潮周期过程变化不明显,盐度分布较为平均,相对而言,落潮盐度略大于涨潮。(4)涨急时段悬沙中值粒径基本大于涨憩时段,落憩时段悬沙中值粒径基本大于落急时段。(5)此地段表层沉积物级配主要以细粉砂为主,表层沉积物中值粒径范围为:0.008~0.018mm。     

上海横沙新港建设对长江口滩槽水动力的影响

基于CJK3D-WEM模型,建立长江口横沙港区数学模型,研究横沙港区形成后周边水域的水动力变化。结果表明:横沙港区方案实施后,各汊道断面分流比变化较小;南港河段、北槽中上段涨落急流速均有不同程度增加,北槽下段涨、落急流速略有减小,南港—北槽航道的落潮优势流略有变化,仍表现为明显的落潮优势;北港沿程落急流速变化较小,涨急流速北港口外段增加,其余区段减小。方案的实施对长江口拦门沙地区的总体河势格局不会产生明显影响。     

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。     

黄浦江干流水域潮流特征分析

为进一步研究黄浦江干流潮流变化规律,以2013年黄浦江干流河段获取的大、中、小潮潮位数据为基础,采用数据统计分析的方法,对黄浦江干流的流速特征、准调和数据特征和潮量特征等进行分析。黄浦江干流具有显著的往复流、涨落潮流向与河槽走向基本一致、涨落潮流速从上游向下游沿程逐渐增加等变化特征。     

大批量大型沉箱在恶劣海况下的出运与安装

文章总结了在长江口深水航道治理二期工程中,于无掩护外海,风浪大、涨落潮流速大、水域泥砂含量高的恶劣海况下,出运、安装544个半圆型沉箱的施工工艺。其中包括沉箱的水平运移、出运下水、沉箱的定位和安装。