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。     

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。     

洋山港悬沙输移对冲淤环境的影响分析*

洋山港区通过堵汊吹填兴建了北港区,边界条件的改变对海区流场结构以及泥沙运动产生影响,进而影响到地形的冲淤,通过应用"ADCP测沙"技术,对洋山港区悬浮泥沙的运动有了总体认识。分析成果表明:洋山港区含沙量分布涨落潮略有差异;主通道涨潮挟沙能力大于落潮,南北汊道的落潮挟沙能力大于涨潮;洋山港区输沙量大进大出,大潮微冲,中潮冲淤基本平衡,小潮淤积,相对而言,涨潮动力对洋山港区的地形演变作用较大,即涨潮从东部带来的泥沙,部分淤积于港区的西南部,其中又以小潮对淤积的贡献为大;南北岛链间现存的3个汊道分泄主通道下泄泥沙、减轻港区淤积的作用不可忽视。     

洋山港四期工程水域水沙环境及港区增深方案研究

依据洋山港区多年(2006~2016年)的水文泥沙、水深等资料,在深入地分析洋山港四期工程海域水沙环境基础上,采用数学模型的方法对四期港区增深方案进行了研究,结果显示:(1)洋山港区属非正规浅海半日潮型,平均潮差2.76 m,潮汐强度中等;四期港区水域,涨、落潮水流呈明显的往复流运动,涨潮平均流速为0.63 m/s,落潮平均流速为0.69 m/s;(2)四期港区水域含沙量季节变化与整个洋山海域是一致的,季节变化明显,冬、春季节含沙量较高,夏、秋季节含沙量较低,多年垂线平均含沙量约为1.4 kg/m~3;底质泥沙颗粒中值粒径一般在0.012~0.029 mm之间,平均为0.019 mm,主要为粘土质粉砂;(3)四期港区水域总体上呈现出冲刷的态势,长时间累计净冲刷强度接近2.0 m。目前的水动力和泥沙环境及地形冲淤特征对四期港区的开发处于有利状态;(4)四期港区工程建成后,潮流性质没有发生变化,泊位、港区和航道水域水流归槽明显,水流更加平顺;对洋山港海域各汊道潮量变化没有明显影响;7万t和12万t两个方案建设后,港池与航道总淤积量为500~600万m~3左右。     

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。     

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。     

盘锦港深水航道水沙环境特征分析

综合多次现场实测资料,分析了盘锦港10万吨级深水航道的水沙特征,讨论航道回淤泥沙来源和产生泥沙骤淤的可能性。研究结果表明:1)该海区波浪动力不强,以风浪为主;潮汐为非正规半日潮,属中强潮海域;潮流为正规半日潮流,主要以往复形式运动,口门内侧存在强度较弱的旋转流。2)河口区和近岸浅滩含沙量高、外海深水区含沙量较低,泥沙主要以悬浮形式运动,大风影响下各站含沙量均显著大于常规天。3)航道沿程底质泥沙呈粗细交错分布;波流作用下两侧岸滩就地起动搬运的泥沙为航道淤积的主要来源和直接来源,回淤物质较细,泥沙淤积以悬沙落淤为主;出现骤淤碍航的可能性较小。     

瓯江口水文泥沙特征分析

在大量实测资料的基础上,对瓯江口海区的地貌特征、河道径流特征、河道输沙特征、潮汐特征、潮流特征、余流特征、波浪特征、含沙量特征、泥沙来源、盐度特征、悬沙粒径和底质粒径特征、瓯江南北口的分流和分沙特征、中水道和北水道的分流和分沙特征进行了分析,根据实测资料分析得到了瓯江口挟沙力公式,得到了平衡水深公式,为瓯江河口的工程开发建设和科学研究提供了基础资料。主要研究成果表明:(1)瓯江口的潮汐属正规半日潮类型,平均潮差在4 m以上,属强潮河口;(2)潮流属正规浅海半日潮流类型,呈往复流动,潮流动力强;(3)瓯江为少沙河流,多年平均年悬移质输沙量为205.1万t;(4)瓯江南北口的平均涨潮分流比为21%和79%,落潮平均分流比为26%和74%;(5)瓯江南北口的平均涨潮分沙比为20%和80%,落潮平均分流沙比为22%和78%。     

长江下游通州沙河段洪枯季水沙特性观测分析*

为增进对长江下游通州沙河段暗沙、浅滩滩面水沙特性及近底泥沙运移现状的认识,首次在该河段引入坐底式 综合观测系统,通过各型自动水沙观测仪器获取通州沙河段洲滩及主槽的洪枯季近底层水沙运动过程并展开分析。实测数 据表明：该河段落潮水动力＞涨潮;涨潮动力深槽≥高滩＞低滩,落潮动力深槽≥低滩＞高滩,大潮＞中潮＞小潮;水流 旋转性则表现为低滩＞高滩＞深槽;且水动力与潮差间有较好的线性相关关系,相关系数基本均大于0.9;近底悬沙含沙量 表现为落潮＞涨潮,大潮＞中潮＞小潮,深槽＞低滩＞高滩,洪季为枯季的1.5～2倍,该河段枯季期间近底悬沙含沙量与 水动力因子v2/(gh)的线性相关系数为0.5左右,洪季在0.6～0.7,据此建立的输沙能力公式可用于该河段浅滩及深槽的近底层 悬沙输沙能力推算。     

施工期悬沙扩散对电厂取水影响的数值模拟研究

以某电厂工程为背景,采用二维潮流、泥沙数学模型的研究手段,对施工期间由于围堤建设、基建挖泥等引起的悬浮泥沙扩散对高温堆取水的影响进行了模拟研究,计算了高温堆运行阶段取水口处的最大含沙量,预测了取水口附近的泥沙淤积厚度。研究结果表明:(1)施工期高温堆运行阶段,涨潮对取水口的影响要大于落潮;(2)高温堆取水口处悬沙含量最大在0.135 kg/m3,满足施工期间高温堆取水口处悬沙含量不大于0.2 kg/m3的要求,同时高温堆所在的北侧取水明渠内,泥沙每天淤积在0.2 mm至0.5 mm范围,这种量级的淤积对高温堆的取水以及整个北侧明渠的泥沙淤积影响是很小的,短期施工不会产生强淤影响高温堆取水安全。     

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。     

鸭绿江河口潮汐及水沙输运特征研究

构建以鸭绿江河口为核心的大范围二维潮流泥沙数学模型,研究新边界条件下的大东水道水沙输运特征。结果表明,鸭绿江河口所在的海湾M2分潮等潮时线总体呈南北方向,潮流旋转方向为逆时针方向;潮波自河口外侧向西水道方向,M2分潮振幅逐渐增大,在庙沟港池附近达到最大,潮波浅水变形口外与西水道变幅可达20%;大东水道深槽水流强度明显较大,庙沟港池东南侧水域含沙量最大,自一港池附近水域向外海含沙量呈降低趋势;大东水道欧拉余流和斯托克斯漂流均向海,落潮单宽潮量及单宽输沙量大于涨潮,净潮量、净输沙量均向海,大东水道泥沙输运以大潮期为主,泥沙主要来源为西水道滩涂和大东水道东侧滩涂。     

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。     

巢湖兆河口门航道整治工程探讨

针对兆河入湖口门附近存在拦门沙碍航问题,采用实测资料分析和三维水沙数模计算相结合的研究方法,研究风生浪流动力作用下湖区泥沙输运特征,探讨口门航道整治方案布置。研究结果表明,巢湖底沙粒径较小,大风天风浪在近岸浅水区发生变形破碎,使水体含沙量增大,在风生湖流作用下,近岸泥沙表现为"波浪掀沙、湖流输沙"的运动特征。结合以往航道治理实践经验,提出整治与疏浚相结合的思路,多方案比选计算结果表明,筑堤方案可明显减小航槽淤积量,其中双侧筑堤方案整治效果更优。综合比选推荐采用双侧筑堤高坝缓坡方案。研究成果可为类似湖区口门航道整治提供借鉴。     

连云港徐圩港区航道大风天强淤可能性分析

连云港海域流速不大,徐圩港区规划航道线南北两侧断面,平均流速在0.20～0.40 m/s;波浪作用相对较大,年平均H1/10最大波高为3.58 m;徐圩港区南部紧邻粉沙质区,位于粉沙向淤泥过渡的边缘地带;徐圩港区底质沉积物主要以细颗粒为主,中值粒径一般都在0.01 mm以下,粘土含量在30%以上,属于淤泥质海岸性质;海域年平均含沙量在0.20 kg/m3左右,近岸河口或浅滩表层平均含沙量在0.10～0.20 kg/m3,外海域表层平均含沙量在0.1 kg/m3以下;台风期间海域含沙量骤增,近底层含沙量可达5.0 kg/m3以上。根据国内其他港口大风天回淤问题的研究经验和对骤淤(或强淤)条件的分析以及与连云港港区的对比分析,认为徐圩港区航道开辟后,也会出现大风天强淤情况,但淤积的形式应完全不同于粉沙质海岸。     

海南龙栖湾海域水文泥沙环境与泥沙运动特征

根据龙栖湾海域近期实测水文资料,对其水文泥沙环境与泥沙运动特征进行了分析,并计算了泥沙起动流速、临界起动水深、沿岸输沙和横向输沙等参数。研究表明:潮汐性质为不规则全日潮,多年平均潮差为1.53 m;潮流性质为不规则全日混合潮,主要呈往复流运动,2016年8月实测大潮平均流速为0.28～0.89 m/s,涨落潮流速相差不大;波浪主要为风浪,以偏SW浪为主;海域平均含沙量在0.03 kg/m~3以下;表层沉积物平均中值粒径为0.384 mm,属中砂范畴;水流作用下的泥沙起动流速在0.45 m/s左右,一般天气下泥沙完全起动水深在1.5 m以浅,表层泥沙起动水深在3 m以浅。该海岸岸滩净的输沙方向为西北向,净输沙能力为1.3万m~3。不同风浪条件,横沙输沙特征略有差别,在一般天气下,主要以向岸堆积;大浪作用时淘刷,泥沙离岸流失。     

粤西(茂名站)水文气象要素观测分析Ⅰ

本文使用自动气象观测站和自记式潮位仪等仪器,对茂名站及其附近海域的水文气象要素进行了观测分析。通过对观测资料的分析发现,茂名地区气候较为温暖,温差相对较小;全年风向以ESE为主,秋季主风向平均风速较大,冬季主风向平均风速较小。气压的季节变化呈为冬高夏低。潮汐为不规则半日潮,在多数情况下每个潮汐日(大约24.8h),有两次高潮和两次低潮,但有显著的日潮不等现象,涨潮历时大于落潮历时。观测期间共观测到两例台风影响本站,茂名是受台风影响较大的地区之一。     

印尼万丹湾海域水文泥沙特征分析

根据印尼万丹湾近岸海域多站同步连续施测水文资料,分析了该海区的潮汐性质、流场特征、含沙量变化规律及表层沉积物类型的分布规律。结果表明:万丹湾湾内处在半日潮和全日潮的过渡区,潮汐性质较为复杂;潮流类型为不规则全日潮流,湾内呈东西向往复运动,平均流速在0.04～0.19m/s之间,流速由湾口向近岸有减弱的趋势;含沙量日变化量在0.001～0.069kg/m~3之间;悬沙平均中值粒径介于0.0130～0.0140mm之间,表层沉积物类型以粘土质粉砂为主,粉砂和粘土的含量介于39%～58.6%之间。     

海南岛三亚湾水文泥沙基本特性分析

本文基于多站位同步现场水沙观测资料对三亚湾水文、泥沙基本特性展开了探讨。结果表明:(1)三亚湾潮汐以O1、K1和M2分潮为主,潮汐性质属不规则全日潮。(2)三亚湾内水流流向主要受地形约束,往复流特征显著,主流向与等岸线大致平行。(3)正常天气条件下,三亚湾内实测余流在0.01~0.07m/s之间,三亚湾内整体余流方向为向外海方向。(4)三亚湾内潮流自表层以下垂向上基本遵循对数分布规律。(5)正常天气条件下,湾内水体含沙量整体较低,但各测点间含沙量略有差异,越靠近三亚河口水体含沙量越高。(6)三亚湾内表层沉积物颗粒组成较为均一,属粘土质粉砂。各测点表层沉积物中值粒径介于11~16um区间,粘土组分平均占23.8%,粉砂质组分平均占63.8%,砂质组分平均占12.3%。     

辽东湾东岸太平湾深水港建港条件研究

太平湾位于辽东湾东岸。根据现场实测波、流、沙资料、水深测图资料及卫星遥感图片,通过水动力泥沙特征及岸滩演变与稳定性分析,设计水位和深水设计波要素计算,波浪、潮流泥沙数学模型计算,对太平湾建港条件进行了研究论证。主要研究结果表明:(1)太平湾海域水深条件较好,波浪、潮流动力不强、泥沙来源少、水体含沙量低、泥沙运动不活跃,海床地貌形态长期保持稳定,具有开发建设深水大港的良好条件;(2)港口开发方案对周围海区流场影响较小,口门横流不大,环流强度和范围有限,港池航道常年泥沙淤积强度和淤积量不大,无碍航骤淤问题;(3)工程海域较强浪向为N向和NNW向,对港内波况有影响的浪向主要为W向、WSW向和SW向。