珠江磨刀门河口排洪动力特征及拦门沙演变响应的初步研究

磨刀门河口是珠江八大口门中输水输沙量最大的河口,口外拦门沙发育,其泄洪安全一直是磨刀门口门治理的头等大事。本文基于2003年洪季磨刀门河口拦门沙水域水文观测资料及近年典型洪枯季河床地形资料,分析了河口拦门沙排洪动力特征及拦门沙典型地貌单元对洪水的响应规律。研究结果表明：磨刀门拦门沙水域洪水季节水体分层明显,表现为浮力射流;外海高盐水被拦门沙阻挡,无法越过拦门沙向里侵入;拦门沙对洪水的壅水作用主要表现为低水位的壅高,灯笼山站与大横琴高潮位及低潮位水位差均和马口流量有较好的线性正相关关系。由于洪水季节磨刀门河口径流占显著优势,洪水成为拦门沙演变的主要动力,通过拦门沙典型地貌单元年际、年内演变特征分析发现,在洪水的冲决下拦门沙东、西汊得到较快发展,其中东汊的冲决效果更强烈,当洪水来临时东汊成为排洪的重要通道;洪水对交杯四沙冲刷作用较明显,特别是交杯四沙内侧南北向并岸沙堤易被洪水冲开;受洪水冲刷影响,拦门沙西汊前缘次一级分汊体系的雏形已经形成。     

珠江磨刀门河口拦门沙对排洪影响的初步研究

建立了磨刀门河口二维水动力模型,在对现场实测资料验证良好的基础上,选取开挖中心拦门沙、东汊与西汊疏浚及导堤封堵东汊3个方案,比较了它们对排洪的影响,以探讨河口拦门沙的排洪效应问题。数值模拟表明,拦门沙开挖对磨刀门河口局部水动力特征的影响较小,拦门沙的开挖不能大幅增加洪水排泄的效率;修建导堤封堵东汊会加大挂定角至大井角的水面比降,造成更严重的壅水;东、西汊的浚深对排洪的影响也较小。拦门沙的存在看似对于泄洪有一定的阻碍作用,实际上河口及其拦门沙可以通过地貌形态的自动调整来与洪水径流作用相适应。     

珠江磨刀门河口洪季悬沙与沉积物颗粒度分布及交换过程

基于洪季磨刀门河口实测水沙观测资料和河床表层沉积物数据,通过对不同区域不同时刻悬沙浓度和粒度、沉积物粒径组成分析,运用因子分析和粒度谱等统计计算方法,重点研究近期洪季磨刀门河口及滨海水域悬沙与河床沙交换过程及其动力机制。结果表明:磨刀门河口拦门沙内河道及汊道口区域的动力以径流为主的涨落潮流流系,悬沙与河床沙交换过程较弱;拦门沙浅滩区域泥沙运动表现为"波浪掀沙,潮流输沙"特性,再悬浮泥沙平均量占实测悬沙浓度的32%;拦门沙外滨海水域悬沙组成受径流与潮汐相对强度影响显著,构成上大潮时以再悬浮泥沙为主,小潮时则以径流下泄悬沙沉积为主,而悬沙输运方向受到东南向波浪和沿岸流控制。     

磨刀门河口滩槽演变数学模型预测

建立珠江河口区潮流泥沙数学模型,设计合理的计算水沙系列,对磨刀门河口区未来滩槽演变趋势进行了模拟预测。预测结论表明,磨刀门口门河段未来将呈现滩淤槽冲的演变趋势,河道向窄深方向发展,中心拦门沙将主要向SW、SE向发育,内外坡以冲刷为主,西汊将持续向海延伸,东汊处于冲淤交替状态。     

珠江河口磨刀门口外东西两汊实测分流比分析

磨刀门是珠江河口八大口门中泄洪量最大的口门,口外已形成稳定的东西两汊滩槽格局及中心拦门沙。两汊的分流比是磨刀门河口治理的重点关注问题。根据磨刀门河口及口外东西两汊2015年9月10～11日大潮同步水文观测资料,分析了东西两汊实测流速、流向及分流比特征。结果表明:东西汊总体以往复流为主,在转潮过程会出现一定的旋转流;落潮时表层流速大,底层流速小;涨潮时底层流速大,表层流速小,在转潮时刻会出现短暂表落底涨的现象;西汊的落潮量分流比大于东汊,且净泄量分流比为66%,是磨刀门入海口的主要泄水通道;而东汊的涨潮量分流比大于西汊,是磨刀门入海口的主要涨潮通道。因此,在磨刀门口外治理规划时,需重点考虑东西两汊的自然演变及分流比情况,保证其泄洪纳潮的功能。     

横琴围垦规划方案对磨刀门影响试验研究

在分析珠江河口磨刀门水沙动力的基础上,介绍了横琴新区南部围填海工程总体规划方案。采用珠江河口整体物理模型,通过清水、浑水定床试验,研究了横琴围垦规划方案对磨刀门河口的影响。研究结果表明:规划方案实施后,工程附近的水动力分布将有大幅调整,磨刀门水道涨、落潮量及分流比减少;洪湾水道分流增加,径流动力相应增强;十字门水道及口外湾口水域水动力均减弱。围垦规划方案实施后,磨刀门口外的深槽由双汊变为单汊,拦门沙位置下移,与无工程相比,工程后磨刀门及十字门出口10 a累积淤积厚度有所增;主要浅滩发展速度呈增大趋势,但变化幅度不大。建议对远期规划的岸线走向和线型作适当优化,以减小工程的不利影响。     

珠江河口口门区滩槽演变及对泄洪的影响研究

受流域来水来沙和高强度的人类活动的影响,珠江河口口门滩槽演变规律复杂,对泄洪安全的影响有待深入研究。本文阐明了珠江河口滩槽近期演变总体特征,揭示了河口拦门沙演变动力机制,评估了不同类别大型涉水工程对泄洪的影响和贡献率,提出了珠江河口径潮控制敏感区的划分方法,量化了涉水工程防洪影响关键控制指标。研究发现:(1)在来沙大幅减少背景下,珠江河口滩涂存在侵蚀后退的可能,滩槽近期演变总体上有利于口门泄洪;(2)季风成沿岸流和洪水径流是塑造磨刀门拦门沙东、西汊发育的主动力,洪水与波浪共同作用是形成拦门沙内、外坡冲刷,拦门沙顶淤高的主要成因;(3)涉水工程对河口洪潮水位、分流比、净泄洪量、纳潮量等影响的群体效应,伶仃洋东四口门桥梁工程群对潮位影响贡献率大于围垦工程,而在西四口门围垦工程对潮位影响更大;(4)引入径潮动力比概念,提出珠江河口径潮控制分区,识别了防洪敏感河段,建立基于单宽流量概念的工程阻水效应判断方法,划分防洪影响敏感水域;(5)综合分析提出了各敏感河段或水域的涉水工程的允许壅水高度,基于口门均衡断面的河相关系,提出涉水工程引起的潮量减幅应控制在1%~2%以内。     

磨刀门河口拦门沙演变规律的研究

西江口磨刀门拦门沙是在径流动力与潮汐、高盐陆架水及沿岸海流等海洋动力相互作用下造成的泥沙淤积基础上,迭加波浪的改造、修饰作用形成。本文从磨刀门波浪动力特征出发,选取磨刀门地区不同年代的1∶10000至1∶25000之间的地形图、2003年9月实测资料及前人研究成果,并以该地区地形图为主,对磨刀门拦门沙演化作了对比分析,得出磨刀门河口拦门沙在波浪作用下的演变规律。     

从遥感图像看珠江口门规划治理效果

从遥感技术的角度,对珠江河口西四口门即磨刀门、鸡啼门、虎跳门和崖门(黄茅海)的规划治理进行验证和评价.认为磨刀门经过治理,主河床已初步稳定,拦门沙也初步打通,洪湾水道保持良好的通航条件,并围垦得大片土地,建议对主河道实施丁坝群配套方案,按规划将治导堤向南延伸,以加强冲刷力,稳定河槽,打通拦门沙.认为黄茅海(虎跳门与崖门口外海区)与伶仃洋具有类似的特点,即两槽三滩、潮汐东进西出,规划治理后,由于河口喇叭湾的规范化,两岸治导线将发挥束水攻沙的作用,有利于泄洪和通航,滩涂围垦将有序进行.鸡啼门规划治理西方案符合口门现状,近期治理工程实施后将凸现潮汐东进西出的动力格局,建议因势利导修改单出口方案为人字形双出口方案,西治导堤宜建潜坝并分期提高坝身高度,以利于拦蓄泥沙,加快土地形成.     

从遥感图像看珠江口门规划治理效果--珠江河口西四口门治理的遥感分析

从遥感技术的角度，对珠江河口西四口门即磨刀门、鸡啼门、虎跳门和崖阂（黄茅海）的规划治理进行验证和评价。认为磨刀门经过主河床已初步稳定，拦门沙也初步打通，洪湾水道保持良好的通航条件，并围垦得大片土地，建议对主河道实施丁坝群配套方案按规划将治导堤向南延伸，以加强冲刷力，稳定河槽，打通拦门沙。认为黄茅海（虎跳门与崖门口外海区）与伶仃洋具有类似的特点，即两槽三滩、潮汐东进西出，规划治理后，由于河口喇叭湾的     

再论瓯江口拦门沙回淤及治理研究

分析了瓯江口拦门沙在自然状态下、一期整治工程实施后的泥沙回淤情况,分析表明影响拦门沙回淤的主要因素为周边滩面上的风浪掀沙和上游洪水来沙.在泥沙回淤验证的基础上,应用波流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究了拦门沙航道二期整治工程效果,预测了正常水文条件下的泥沙回淤及台风期骤淤.整治工程具有减少风浪掀沙和归顺水流等作用,取得了较好的整治效果,正常水文条件下减淤幅度为14.1%～23.1%,台风期减淤幅度为23.3%～35.7%.     

江苏东台潮滩沙纹形态特征及其演变过程的数值模拟研究

主要研究了江苏东台潮滩下部沙纹形态特征及其主要影响因素。基于潮滩下部水深、流速、沙纹形态的观测及表层沉积物的粒度数据,分析了研究区沙纹形态特征及其与潮汐水动力条件、沉积物粒度间的关系。并建立了地貌动力学模型,模拟了不同沉积物粒度和不同水深变化条件下沙纹尺度(波长、波高)的变化和沙纹的演化过程。研究结果表明:潮滩表面主要形成尺度较小的不对称沙纹,其形态的主要影响因素是流速和沉积物粒度,在一定范围内,流速越大,沉积物颗粒越细,沙纹尺度越大。在一个潮周期内沙纹形态经历以下过程:平底→不对称性指示涨潮方向的沙纹→平底→不对称性指示落潮流方向的沙纹。     

强潮河口拦门沙航道回淤及治理措施

针对瓯江口边界地形复杂、岛屿众多、口门以上河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点，分析了强潮河口拦门沙演变规律及成因，应用波浪与潮流共同作用下的二维泥沙数学模型，研究拦门沙航道开挖后的回淤及治理措施。数学模型中引进前期含沙量的概念，得到了潮流挟沙能力公式，给出了波浪作用下浮泥引起航槽回淤的模拟方法。在瓯江口潮流与含沙量验证基础上，进行了拦门沙航槽开挖后悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的验证计算，计算的淤积厚度及沿航线分布趋势与实测值比较接近。在此基础上，研究了瓯江口拦门沙航道治理原则、措施及工程对水动力泥沙环境的影响。     

黄河口口门地区沟汊形成机制初探

本文在总结有关卫片资料的基础上，分析了拦门沙区沟汊的近期演变，同时，结合口门地区的水沙特征及边界特性，对沟汊形成机制进行了初步探讨。     

THREE-DIMENSIONAL NUMERICAL MODELLING OF SUBMERGED DIKE ALIGNMENT IN CURVED ESTUARINE CHANNEL

1.INTRODUCTIONSubmerged dikes are frequently built in curveriver and estuarine channels to i mprove navigational conditions and/or to protect banks.Manefforts have been made to study flow characteristics around a dike in a straight channel experi mentally and numerically(Rajaratnamet al.1983;Liet al.1994;Mayerle et al.1995;Tominaga et al1997;Peng et al.1997).However,few studiehave investigated overall flowpatterns around submerged dikes in curved estuarine channels.Although many researc…     

辐射沙洲海域潮汐不对称对岸线变化的响应

基于Delft3D建立辐射沙洲海域平面二维潮流数值模型,并与实测潮位流速进行验证,保证了计算精度。分别对1984年和2014年岸线条件下辐射沙洲海域的潮汐不对称性进行了研究。结果表明,辐射沙洲海域潮波变形显著,大部分区域涨潮历时小于落潮历时。近岸地区潮波变形在岸线变化后明显减弱。浅滩和深槽处涨落潮流速相对大小不同。岸线变化使得该海域涨潮占优的特性越发显著。通过分析烂沙洋水道及西洋水道的潮汐不对称性,分别探讨了岸线变化对两个潮波系统的影响特征。岸线变化对传入辐射沙洲南部水域的东海前进波的影响为:大潮期涨落潮潮高不对称性在岸线变化前后差别大,偏度在岸线变化后略微增加。岸线变化对传入辐射沙洲北部水域的黄海旋转潮波的影响为:偏度在岸线变化后增加明显,造成潮汐不对称的主要分潮组合可能发生改变。     

长江口北支涌潮的形成条件及其初生地探讨

根据2001年4月青龙港出现涌潮时的实测流速和水深，采用水跃原理，简明地揭示了涨潮流速大于潮波传速是北支涌潮的成因。通过影响流速和波速的因素分析，并经实例计算认为：北支的喇叭形河势和水下沙坎是涌潮形成的必要条件；青龙港一潮的进潮量达到1.5亿m3，或北支口门一潮进潮量达到18亿m3是涌潮形成的充分条件。进而据沿程水深和潮汐等有关资料，经对比、试算，建立了沿程变化的进潮量、潮差等计算公式，并计算得到：在口门最大进潮量20.7亿m3的条件下，也只有当潮波上溯到距离口门约50km的灵甸港时，才出现流速大于波速，初生涌潮。由此表明，灵甸港是现今北支涌潮的初生地。     

浙江甬江潮波传播特征及影响因素分析

根据浙江甬江2015年全年潮位资料和洪、枯季水文观测资料,分析了潮波自甬江口门向上游传播过程中变形与衰减规律,并分析了影响因素。结果表明:口门处涨潮历时大于落潮历时,随着潮波上溯,上游奉化江河段落潮历时大于涨潮历时,口门处涨潮流占优,上游支流奉化江河段落潮流占优;河床阻力作用、上游径流顶托是造成潮波沿程变化的主要原因,河床阻力越大,潮波衰减越快,大潮期间潮波衰减比小潮期间更为显著,洪季潮波衰减比枯季更快。