长江口洋山港建设对附近海域潮动力影响研究

长江口洋山深水港工程建成后,洋山海域北侧边界发生了重大变动,引起水动力的变化,影响港区冲淤调整。从大量现场观测资料分析可知,一、二期工程建成后,落、涨潮流速在一期码头前沿剧减;三期工程北岸形成5.7km的平直岸线后,流速有所增加。对小洋山长时间序列潮位的调和分析表明,工程建成后主要分潮的振幅有所增加,近北岸水流局部滞流;海域水流在涨、落憩期间出现潮汐环流;海域东部出现壅水以及涨潮流主轴北偏和北岸水域涨潮流相对增强等现象。潮波运动的非线性效应和柯氏力效应增强的综合影响弱化了该海域的基本流场。     

兴化湾潮汐潮流特性及工程影响分析

福建省兴化湾内大量围填、疏浚工程建设直接影响湾内水动力环境。依据2009年2月水文观测资料,对实测资料进行分析,并利用潮汐调和分析、潮流准调和分析、潮流数值模拟等方法得到了兴化湾海区的潮汐、潮流特性以及湾内工程前后的潮位、潮流场和余流场特征。分析研究表明,兴化湾潮汐属于正规半日潮,浅水效应较弱;潮流为不正规半日潮流,浅海分潮作用较强;湾内潮波逐渐有驻波特征,形成湾内潮波的两股潮流流向稳定,呈往复流,其中兴化水道潮流涨潮占优,南日水道潮流落潮占优;工程实施后,基于调和常数的2013年7月潮位预报与实测潮位吻合较好,同时潮汐潮流性质不变,在港池、航道水域流速有所增加;兴化、南日两水道涨、落潮通量均减小,全湾纳潮量有所减少;湾内余流场整体不变,口门处涡漩有所加强。     

江苏条子泥匡围工程对邻近水道流场影响分析

为了预测江苏条子泥匡围工程对周围海域动力环境的影响,利用Mike21软件建立了二维潮流数学模型,对比分析工程实施前后,主要潮汐水道（如西洋、条鱼港、外王家槽）的流场、潮通量变化。结果表明,工程实施后,3条水道涨、落潮流速减小,其中西洋水道变化最明显;围堤前产生横向水流,南北两股潮流在条子泥围堤东侧附近水域辐聚和辐散。西洋水道和条鱼港水道受工程影响较大,潮通量明显减少。匡围区东侧海域的动力环境变化较明显,易引起地形冲淤调整。     

长江口北槽潮波对地形变化的响应研究

以长江口北槽为研究背景,建立了二维潮流数学模型,在模型验证良好的基础上,研究了北槽潮波传播对工程与地形变化的响应。研究表明,长江口深水航道治理工程完成后,北槽地形未发生调整前,北槽潮波高、低潮位均升高,潮差减小,涨、落潮相位明显滞后,潮波变形加剧,涨落急流速均呈增大趋势;北槽水深增加后,高、低潮位随之降低,潮差增大,落潮相位略有提前,涨潮相位变化相对较小,潮波变形逐渐趋缓,涨急流速减弱,落急流速增强。     

苏北沿海挡潮闸下淤积的原因及其对策

沿海挡潮闸下淤积的主要原因是河口建闸后上游径流量减少、落潮历时延长、流速减弱、潮流量变小、潮波变形、潮汐水道变化和围垦不当等，闸下淤积影响了工程效益的充分发挥。减淤措施有水力冲淤、机械清淤，防淤措施有工程措施和植物措施。应依据河口淤积特征，全面规划，综合治理。     

钱塘江河口区潮汐特性及日涨落潮量分析——以之江水文站为例

为了掌握钱塘江河口区感潮河段的潮汐特性和日涨落潮量变化规律,对涨潮潮差、涨潮最大流速、日涨落潮潮量和日平均涨潮流量等重要指标进行分析,总结各潮汐要素在月内和全年的变化规律。结果得出,各潮汐要素的变化较为同步,在月内和全年都表现为周期性变化的特点,同时也受到风暴潮、径流、江道地形等因素的影响。     

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。     

杭州湾潮波性质对潮流速度与潮差的相关性影响

本文根据潮波迭加原理,讨论了杭州湾潮波性质对潮流速度与潮差的相关性影响。在杭州湾南部北仑港等地区,由于日分潮和半日分潮波性质不一致,以及相位差的影响,使得该地区落潮流速与落潮潮差的相关程度较高,涨潮流速与涨潮潮差的相关程度较低。在北部湾口附近,由于日分潮和半日分潮波都是前进波,因此,无论涨潮过程或落潮过程,潮流速度与潮差的相关程度都较高。     

澳门东侧水域夏季潮流动力时空变化特征

珠江河口澳门东侧水域是伶仃洋西滩和澳门水道洪季重要水沙通道,基于洪季实测资料分析显示,澳门东侧水域为不规则半日潮流,洪季澳门东侧水域整体涨潮平均流速21～23 cm/s,落潮平均流速18～29 cm/s,涨潮流态为N—NNW向、落潮流态为S向,流态基本稳定,靠外海侧潮流动力更强。潮周期内水域平均流速主要取决于潮型大小,洪水径流主要对余流和历时有较明显影响,洪水期水域北侧形成滞流区,南侧水沙朝伶仃洋口外净输移。40%水深范围内的水流垂向动力结构受海面风影响显著,且近海面10%水深范围余流流向与海面风向具有较好的跟随性;西南风作用下,最大水平流速梯度出现在潮周期内的第二次涨憩至落憩阶段,与潮周期内的最大含沙量出现时间相对应,由于水域北侧水深浅,床面剪切梯度力整体大于水域南侧,导致水域北侧含沙量显著大于东南侧。综合分析来看,天文潮、洪水径流和海面风是澳门东侧水域的主控动力因子,水域北侧浅水摩擦阻力较南侧显著增强,造成垂向涨落潮历时和相位的差异,形成该水域较为特别的“表层汇、中底层散”的垂向动力结构特征,洪水期大量淡水径流下泄进一步加剧了该趋势,导致表层冲淡水朝东侧漂移、底层高盐水向近岸入侵。     

甬江潮汐不对称性数值模拟研究

潮汐的不对称性是影响潮汐河口泥沙等物质净输移及河床演变的重要因素。以宁波市甬江河道为例，建立了以奉化江、姚江及甬江和口门外海区为整体的二维潮波数学模型，对甬江河道的潮汐进行了数值模拟。采用9个站点的月实测潮位数据对模型进行了验证，结果表明该模型能较准确地复演三江河道的潮汐过程及不对称性强度分布。通过潮位模拟结果的偏度计算及分析发现：甬江河道潮汐不对称性特征以涨潮占优为主；强度以姚江闸下及奉化江相对较大，甬江最小；甬江口门存在约4～6 km落潮占优区；月内大潮期不对称性明显，全河段均为涨潮占优；小潮期不对称性强度明显小于大潮，且甬江口门以上10 km左右存在一个明显的落潮占优区段。     

海平面上升背景下辐射沙脊风暴潮增水研究

海平面上升将对沿海环境构成严重威胁,风暴潮灾害频发和加剧是其中的重要表现。相关研究揭示水深和潮波变化是引起风暴潮增水与海平面上升之间非线性关系的两大主要因素。在地形和潮波系统较为复杂的苏北辐射沙脊海域这种非线性关系尤为明显。总结了该海域潮波、风暴潮特征和海平面变化趋势,利用WRF模式和Delft 3D风暴潮模式相结合,建立了东中国海和南黄海二维天文潮-风暴潮耦合数学模型。分析研究了海平面上升以后,相同路径和强度的两种典型台风作用下,辐射沙脊海域风暴增水极值和高潮位变化。分析结果表明:海平面上升后,辐射沙脊海域增水作用普遍减弱,近岸较外海明显;而在辐射沙脊中、南部,海平面上升对天文潮高潮位的增强作用要强于对风暴增水的减弱作用。     

上海沿海潮汐变化趋势及其影响研究

通过分析上海沿海主要水文测站芦潮港、堡镇和高桥3站的历年潮位、潮差、潮时等水文要素变化趋势,研究得出上海沿海潮汐主要受海平面上升、上游洪水等因素影响。平均潮位变化趋势基本与海平面上升趋势一致,潮差情况呈现杭州湾变大,长江口北港变小的趋势。杭州湾涨潮潮时也出现增大。并对可能出现的影响进行分析。     

海南红塘湾潮汐不对称性分析

基于海南红塘潮位测站2016年3月至2017年3月实测潮位资料及8个临时站点8月9—20日大、中、小全潮实测完整潮位资料,应用偏度与复分析方法,研究了红塘湾潮汐特征及潮汐不对称现象,探讨了红塘湾毗邻海域潮汐不对称性分布特征及机理。研究认为,作为开敞式弧形海湾,红塘湾海域为天文潮主导的不正规全日潮,主要分潮K₁,O₁及M₂等振幅自岸向海稍有减小,迟角自东向西逐渐增大;全年潮汐不对称性表现为落潮主导;潮汐不对称主要受K₁-O₁-M₂分潮的相互作用控制,短时间尺度随其相互作用在大小潮期间波动,长时间尺度受K₁与S₂分潮相互作用呈半年周期性变化,空间上由岸向海、自西向东逐渐减弱,水深相近的湾内变化较小且与湾外有明显区别;以天文潮主导的开敞弧形海湾,潮汐不对称性时间上受各天文潮分潮相互作用影响,空间上受地形要素控制,距岸近、坡陡、水浅时潮汐不对称性更强。     

潮汐引起滨海承压含水层地下水位变化的数值模拟

海潮波动可以引起海岸带地下水位发生波动。建立基于有限差分法的滨海地区一维承压含水层地下水运动数值模型。通过将潮汐波动概化为正弦波,模拟滨海地区地下水位随潮汐波动的变化。结果表明,受海潮影响的滨海含水层地下水位与海潮有相似的波动特征,但变幅减小,受海潮的影响程度与离海岸的距离有关,随着离海岸距离的增加地下水位的变幅及潮汐效率呈负指函数衰减,地下水位对海潮的滞后时间随距离呈线性增加。例如,当承压含水层导水系数为31．25m^2／h、储水系数为4．5×10^-4及海潮振幅为2．5m、周期为24．7h时,在距离海岸500m处,振幅为1．35268m,潮汐效率为0．54107,滞后时间为1．825h。在距海岸达4389m以远时可以认为地下水位不受海潮波动的影响。     

洋口港区烂沙洋北水道航道开挖可行性研究

为满足洋口港区发展需求,应对船舶大型化趋势,开展了烂沙洋北水道自然水深航道浚深的可行性研究。依据现场实测风速、潮流、波浪、泥沙等资料,进行了工程海域气象、水文、地貌等自然条件的综合分析,建立了辐射沙脊群洋口港区二维波浪潮流泥沙数学模型,对航道开挖方案实施后的潮流、泥沙进行了数值模拟,并预报了航道开挖后的常年回淤量和大风天的淤强分布。计算结果表明,航道开挖前后海区内潮流场变化不大,疏浚段流速略有变化;航道开挖后的常年回淤量小于700万m3,一次大风过程航道内不会发生骤淤碍航。因此,初步论证了烂沙洋北水道航道开挖是可行的。     

基于GPU并行的厦门附近海域潮波传播数值模拟研究

厦门周边海域岛屿众多,潮汐汊道交错,水流运动复杂,本文针对该海域开展基于GPU并行的潮波传播精细化模拟研究。基于GPU并行算法构建了厦门附近海域高分辨率二维潮流数学模型,计算效率与单核CPU相比,可提高约180倍。模拟计算了2019年全年厦门周边海域的潮波传播,研究表明,厦门岛附近潮量主要来自厦门湾,潮波自外海向九龙江口方向传播,高潮位逐渐升高,低潮位逐渐降低。同安湾方向潮波受厦门湾和围头湾两股潮波影响,其潮波特性与围头湾更为相似。厦门海域M2分潮占绝对主导地位,其振幅占所有分潮的41.2%,全日分潮K1分潮振幅值最大,同安湾与九龙江口M2分潮振幅接近,K1分潮九龙江口振幅较大,潮波变形程度同安湾较大。     

充分利用天然潮流通道 建设江苏洋口深水港临海工业基

通过1979～2001年5次深入海陆交互带的调查研究,获知,黄海辐射沙脊群的烂沙—黄沙洋潮流通道,是承袭晚更新世末(3万年前)古长江河谷而发育的。由于强大潮流动力的往复作用,该水道稳定地保持着16～25m的水深,可行驶10万～20万吨级海轮。沙脊群与潮流通道组合是苏北淤泥平原海岸带宝贵的天然港口资源。建设深水港既可沟通苏北农业基地与外海的直接联系,也会促进长江三角洲北翼临海的能源、工农、商贸经济带发展,为江苏在21世纪经济持续高速发展做出重要贡献。     

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。     

钱塘江斜坡式海塘遭遇超强台风渗流特性研究

钱塘江河口潮汐以非正规浅海半日潮为主,一日两涨两落,最高潮位主要受台风暴潮控制,当风暴潮来临时,会带来大量潮水入河口区,潮水位短时内升高较快。采用有限元方法模拟潮水骤升骤降状态对斜坡式海塘进行不稳定渗流分析。模型计算结果表明,采用有限元模型能够模拟海塘内浸润线随潮水的升降而适时的变化情况,与稳定渗流相比,其渗流浸润线前、后坡都较低。将50 a一遇设计潮位工况与超强台风工况下的非稳定渗流进行比对得出,相同的涨落潮时刻海塘后坡的浸润线基本相同。     

基于定点连续观测的钱塘江涌潮特性研究

本文基于天文大潮期间钱塘江涌潮河段定点连续实测的最新资料,对钱塘江涌潮的潮位、潮流、盐度和浊度等特性参数进行分析研究。潮位、平均流速、垂向分层流速和盐度、浊度变化数据表明:涨落潮期间该河段的潮位呈双峰变化过程,涌潮抵达时水位骤然升高,之后下降,约40.0 min后,水位再次开始升高至高潮位,涌潮到达约3.5 h之后逐渐变为憩流;涌潮Fr为1.10,涌潮形态呈现为波状涌潮且水波较弱。涌潮到达瞬间,流场整体发生转向,流速大于涌潮前流速,且底层流速增大幅度大于表、中层,流速分层不明显。盐度在涌潮到达后约40.0 min后开始明显增大,与流速的改变相比存在一定的滞后,主要因为潮流入侵引起盐度增加。底层浊度随涌潮的到达而同步升高,主要是涌潮导致流场剧烈变化,引起床面冲刷和大量细颗粒泥沙悬浮;之后,浊度随涨潮流减弱而逐渐减小,憩流时达到最小,而后随着流速转向及退潮流增大而再次增大。该研究为钱塘江涌潮特性分析和钱塘江取水及岸滩冲淤防护等工程提供了科学依据。