长江下游镇江站高潮位预报分析

长江下游湖口至大通为非感潮河段,大通至江阴为感潮河段,江阴以下为河口段,是潮流往复区。潮区界和潮流界随着径流的年内变化而变化。潮区界一般在荻港(安徽繁昌)附近,潮流界一般在江阴附近(洪水期)。潮区界以上完全受洪水径流影响,潮流界以下主要受长江入海口潮汐影响。长江镇     

感潮分汊河段二维浅水非恒定潮流数值模拟研究

长江下游河段受径流和潮汐双重作用,潮流动力机制复杂,且下游河道形式多以分汊河段为主,河床边界蜿蜒曲折。以汊道众多的扬中河段为例,建立了感潮河段二维浅水非恒定潮流数学模型。模型计算结果表明,模型精度高,潮位和断面流速分布合理,流量过程与实测值差别不大,能精确复演感潮分汊河段的潮汐水流运动过程。通过枯水大潮期模拟,以汊道分流比变化做为主要分析目标,发现潮流界附近的扬中河段涨潮动力不强,汊道分流比涨潮期趋向于无序状态,而落潮期则持续时间较长,分流比稳定在落急时刻附近。     

考虑汊道串联和支流汇入的感潮河段的洪水演算

本文研究的河段自长江大通至江阴,全长423km(图1)。区间流域面积约40000km~2,仅占大通以上流域面积2.4％。本河段汊道串联,江心沙洲发育,较大的汊道就有9个,但河床尚较稳定。本河段属感潮河段。长江口外为不规划则半日潮,每日两涨两落。洪水波自上游向下游传播,潮波则反向传播,形成了感潮河段特有的水流流态。江阴潮差可达2m左右,至上游大通潮     

长江感潮河段径流对潮波变形和传播的影响研究

受径、潮流相互作用,长江感潮河段潮波从河口向上游传播过程中沿程变形过程复杂。基于长江感潮河段实测高、低潮位,潮时资料以及大通站日均流量数据,采用数理统计、Hermit插值和小波分析方法,分析了长江感潮河段潮汐特征值和潮波传播特征值随流量的变化关系。结果表明：高、低潮位及平均水位随流量增大而增大,并且越往下游对流量的敏感度越低;江阴以上河段潮差随流量增大而先减小后增大;径流对分潮振幅的影响在江阴以上河段较明显,半日潮和全日潮振幅随流量增大先减小后增大,1/4日分潮振幅随流量增大而减小,其中半日潮振幅变化幅度最大;平均水位坡度在芜湖-马鞍山段随流量增大而先增大后减小,在马鞍山以下河段与流量呈正相关;潮波振幅衰减率随流量增大而先增大后减小,越靠近入海口,流量阈值越大。研究成果有助于深入认识河口径潮相互作用机制,亦可为河口治理提供参考。     

基于ADCP的长江口推移质运动遥测技术研究

利用ADCP底跟踪技术遥测了长江河口北港段推移质运动过程,并对推移质运动状态进行了分段研究。结果表明:无推移质运动状态下,测量误差主要受近底悬沙影响,推移质流速沿水流方向被高估;部分推移质运动状态下,推移质运动视速度与垂线平均流速呈指数相关;普遍推移质运动状态下,两者线性相关显著,且推移质运动速度误差将随流速变化而改变,测量精度主要受脉冲长度和近底悬沙影响。基于ADCP测量数据的推移质单宽输沙率公式合理有效,可以用于河口推移质输沙率的快速定量。     

基于ADCP测量的长江口推移质运动速度研究

利用ADCP测量底床推移质运动是近年来水下泥沙研究的新动向。长江河口南港和北港为粉砂-细砂质河床,采用ADCP定点观测方法对其底床推移质运动速度进行研究。结果表明:近底高浓度悬沙对ADCP现场监测推移质运动可能存在一定的影响,但是其影响不随近底悬沙浓度和厚度的变化而变化;床沙普遍运动是利用ADCP底跟踪方法在野外现场监测推移质运动速度的适用条件;南港床沙普遍运动的临界起动流速为1.0m/s,北港床沙普遍运动的临界起动流速为0.9m/s;在满足床沙普遍运动条件下,Va与τsk的2.1次呈幂函数相关,满足水槽实验研究中两者相关性的结果。说明利用ADCP方法估算推移质运动速度合理有效,可用作底沙输运机制现场研究。     

声学多普勒测流仪在平原感潮河段测验中的稳定性验证

声学多普勒测流仪在杭嘉湖东部平原感潮河段潮流量测验中，已被广泛应用，并充分显示了该仪器在感潮河段水文测验中的先进性、优越性。为了进一步分析验证声学多普勒测流仪在感潮河段的测验稳定性，2005年8月青阳汇水文站运用机械式流速仪采用多线多点精测法进行了连续8个潮期的全潮流测验对比。通过潮流量相关线3种检验，潮流历时计算分析，涨、落潮量资料精度评定，表明了声学多普勒测流仪在感潮河段的水文测验中具有较好的稳定性，潮流量资料完全能满足《水文资料整编规范》精度要求。     

长江大通站流量丰枯演化趋势预测

大通水文站是长江干流最后一个控制站,流量变化对下游感潮河段的潮流界及潮区界变迁、长江口盐水入侵及河床演变具有重要意义。应用Kendall趋势检验法、Markov过程基本的理论、条件概率分析法,就大通水文站1950~2007年实测年均流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律进行了研究。结果表明：大通站年径流量年际变化较稳定,但年内分配不均匀;枯水年多以连续形式出现,枯水状态的出现概率占优。应用研究结果对2008~2010年的丰枯水年进行预测,预测结果与实测资料相符。     

数值分析长江口深水航道上段淤积的原因

目前,长江口北槽深水航道上段淤积较为严重,对航运产生了不利的影响.本文利用Delft3D-FLOW建立了长江口二维潮流的数学模型,并利用实测潮位、流速及流向资料对模型进行了率定和验证,模型计算结果与实测数据符合较好,该模型较好地反应了深水航道工程后长江口的水动力情况.根据模型计算结果,特别是南、北槽上河段主河道流速沿程变化过程、横沙通道涨落潮流量、南北槽分流比,对北槽深水航道上段淤积原因进行了分析,北槽沿程流速远小于南槽沿程流速,尤其横沙通道以上北槽河段流速更小,而且横沙通道涨、落潮量均较大,削弱了北槽和南港之间的水体交换,从而加强了泥沙在北槽深水航道上段进口段的落淤.     

感潮河段水沙数学模型研究与应用

感潮河段的水流和泥沙运动均具有很强的非恒定性,采用有限体积法建立了一套感潮河段平面二维水流泥沙数学模型。模型采用同位网格的SIMPLEC法对水流方程进行离散和求解,较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性。以长江下游口岸直河段和仪征河段为例,分别对模型作了定床和动床计算,计算结果与实测值符合较好,从而证明了模型的可靠性。     

山区河流推移质运动的野外试验研究

山区河流推移质运动与河床结构发育程度之间紧密联系,认识这种联系有助于揭示山区河流的推移质输沙规律。通过专门设计制作的推移质运动观测-视频采集系统和河床结构发育程度测量装置,对河床结构发育良好、部分发育及无河床结构(平整床面)三种典型床面条件的山区河流推移质颗粒运动进行了观测分析,并初步研究了推移质运动和河床结构发育程度的制约关系。试验发现,河床结构发育良好时,推移质输沙率很低,推移质输沙主要通过跃移运动实现;河床结构部分发育时,颗粒跃移强度上升,并逐渐有颗粒突破结构束缚,在床面滚动(间或滑动);无河床结构条件下,滚动(间或滑动)和跃移输沙均为推移质输沙的重要方式;如果水沙浓度达到一定值,可能发生层移质运动,滚动(滑动)输沙超越跃移输沙成为推移质输沙的主要方式。宏观上看,山区河流推移质输沙和河床结构发育程度之间相互制约。对同一河段,当水流功率不变时,推移质输沙率和河床结构发育程度之间在对数坐标下基本呈线性负相关关系。     

长江感潮河段设计流量及流速推求方法研究

感潮河段受潮汐影响水流极其复杂，呈往复运动，影响潮流量的主要因素是潮差的大小和上游来水的大小，为给拟建的苏州至南通长江公路大桥初步设计提供设计流量和流速，对感潮河段设计流量及流速推求方法进行了深入的研究，提出了相关法推求感潮河段设计流量及流速的方法，该方法概念清楚，计算成果精度较高，适用性强，可供感潮河段推求设计流量及流速借鉴。     

三峡水库蓄水后荆江河段沙质推移质特征分析

为了研究三峡水库蓄水后长江中下游河道冲淤及发展趋势,采用2003～2017年实测水文资料,分析了三峡水库蓄水后荆江河段沙质推移质变化特征,并从来沙条件、断面冲淤及流速、流量变化等方面阐述了变化原因。分析结果表明:三峡水库蓄水运用后,荆江河段沙质推移质输沙量基本呈逐年减小、沿程增加趋势;推移质输沙主要集中在汛期5～10月;枝城站沙质推移质中值粒径变化复杂,沙市站沙质推移质中值粒径基本呈逐年增大趋势,监利站沙质推移质中值粒径变化不大且基本呈沿程减小趋势。沙质推移质中值粒径变化主要受断面冲淤以及流速、流量变化影响。     

长江口潮流不对称时空分布特征

河口地区的潮流不对称特性对近岸的泥沙输运、地貌改变有着很大的影响。但由于长期且高频的流速或流量数据较难获取,潮流不对称特性的研究较少。利用二维水动力数学模型,模拟长江大通以下感潮河段1 a的动力过程,研究长江口潮流不对称的时空分布规律。结合非稳态调和方法和偏度方法,分析长江口涨落潮流速不对称和涨落憩历时不对称趋势,并进一步分析长江口的粗、细颗粒泥沙运动趋势。研究结果表明:落憩历时更短,有利于细颗粒泥沙向陆运动;径流对落潮流流速的增强作用导致长江口落潮流速大于涨潮流速,有利于粗颗粒泥沙向海运动。研究成果对于明确长江口泥沙运动趋势及潮流不对称的影响有一定参考价值。     

感潮河段底床阻力特性分析

为更好地了解长江感潮河段的底床阻力特性,在实测资料的基础上,结合流速对数分布的假设及谢才公式和曼宁公式给出了适合长江梅子洲河段(感潮河段)糙率的计算公式,并将公式加入到二维有限元水动力数学模型HSCTM中。数值计算的水位、流速及流场均显示了糙率公式的合理性;从尼库拉兹实验出发结合希夫林松的阻力公式从理论上探讨了摩阻流速和糙率高度之间的关系,并采用长江感潮河段的实测资料印证了两者之间存在间接的线性关系。     

长江口潮流量测验的历史与现状

回顾了长江口潮流量测验的历史,指明常规的测验仪器与方法无法保证长期、连续、稳定地收集长江口基础水情资料,潮流量整编更无从谈起.在应用新一代声学多普勒流速剖面仪ADCP后,通过研究和实践,确定了代表线的位置,建立了平台和浮标潮流量遥测系统,解决了长江入海口潮流量实时监测和潮流量资料整编的难题,获得了2005～2010年潮...     

长江宜都段水流运动特性及河床冲淤演变分析

长江宜都河段为一典型低水弯曲分汊河段。利用2005年实测河道地形与水流资料，在5种不同入口流量条件下，计算模拟了河段内的水流。以此为实例研究了弯曲分汊河道水流的运动特性，包括河道流速分布的沿程变化、水面纵比降的变化和水流动力轴线年内的摆动等，并探讨了弯曲分汊河段水流运动与河床冲淤演变之间的关系。研究成果为航运、防洪、取水等部门提供了基本资料。     

山区宽窄相间河道不同流量下水流结构研究

为了研究山区河流宽窄相间河段不同流量下水流结构特性,以雅安宝兴河上游河段为研究对象,概化实际河道,并建立三维水流计算模型。结果表明①小流量下,窄段上游无明显壅水现象,宽窄相间河道显现出与顺直河道相似的特性,随着流量的增加,窄段上游壅水剧烈,宽段到窄段沿程断面平均流速呈现“增加—相对稳定—骤减—相对稳定—增加”的分布规律;②受河宽、壅水和回流影响,不同流量工况下宽段横断面的水流特性分布较窄段更加复杂,且在宽段的壅水区与非壅水区流速分布规律差异亦较大;③不同流量状况下,宽段床面剪切力剧烈变化将造成卵石沿程运动的不连续性,宽段河床呈现周期性往复发展的复归性变形,从而维持了宽段河床结构的稳定,而在窄段,河道在较大的床面剪切力长期作用下,形成了与周围环境相适应的河床结构,以消耗窄段较大的水流能量,从而保护河床的稳定。     

感潮河段潮洪组合设计水位计算方法研究

根据感潮河段径流和潮流的3种混合方式，提出了利用相关法计算潮洪组合水位和潮水频率与洪水频率组合的计算方法。在山东沾化电厂扩建工程取水口设计中，运用该方法计算了该河段的潮洪组合设计水位，结果表明计算结果合理，精度较高。     

长江中下游河床稳定性系数计算

河床的稳定指标是研究冲积河流的河床演变时的重要特征参数之一,以稳定系数表达,且将其分为纵向稳定系数和横向稳定系数。长江中下游的河床稳定性系数是在统计计算长江中下游沿程各河段的河道断面特征值、水面比降、造床流量及床沙粒径等要素的基础上进行计算的。