基于实测资料的长江口潮波演变规律研究

长江口三级分汊、四口入海,潮波作用强烈。特殊的动力地貌环境,使得长江口潮波的演变过程较一般河口更加复杂。采用频谱和调和分析方法对长江口枯、洪季实测潮位进行分析,得到了长江口潮汐能量的分布特征和主要分潮的沿程变化过程。研究成果表明:洪枯季各分潮沿河道的变化趋势基本相同;由于非线性作用,随着潮波从口门向上游传播,潮汐频谱更加丰富,且能量从低频向高频发生转移,使得天文分潮逐渐衰弱,而浅水分潮不断形成和发展。此外,从不同传播通道潮波特征的沿程变化可知,南港和北港的潮波特征存在较为明显的差异。     

瓯江口潮动力过程研究

瓯江河口分布有岛屿、浅滩和复杂岸界,受到径流、潮和风等多动力因子的共同作用。该文基于非结构有限体积海洋数值模式FVCOM,建立高分辨精细化瓯江河口动力模式,研究河口及其邻近海域潮动力过程。利用实测水文资料,对水位和流速均进行了有效检验。结合实测潮位和流速资料,分别进行潮汐和潮流准调和分析,并系统分析了潮汐特征及4个主要分潮(M2、S2、K1和O1)等振幅线和迟角的分布和变化;分析了潮流性质、潮流椭圆要素(长轴、椭率和椭圆方向)的水平分布和垂向变化;研究了潮波进入瓯江口海域后的耗散过程和各组成部分对动量方程的作用。     

喇叭口型感潮河口泥沙输移规律的数值模拟

采用MIKE21软件中的水动力模块与泥沙模块,对不同上游流量、不同泥沙中值粒径条件下的喇叭口型感潮河口的泥沙输移进行了数值模拟,并通过实测水文资料对数值模型进行了验算。结果表明:喇叭口型感潮河口的水位在丰水期和枯水期的变化规律基本一致,泥沙中值粒径对水位的影响很小,潮水位的影响起主导作用;淤积区域也基本一致,多集中于进口处和出口处,不同的是,丰水期冲刷区域位于河道两岸,呈条形分布,枯水期冲刷区域集中于进口与出口之间。     

辽河径流输入影响的河口冲淡水扩展模拟

根据2009-2015年的辽河流速、水深等监测数据,该文统计分析了辽河径流量的季节性变化,并采用三维自由表面高分辨率水动力和水质扩散数值模型,以盐度为主要控制因子模拟了辽河口附近海域盐度场的实时分布情况,分析了辽河径流输入影响的辽河口冲淡水的扩展特征。该模型的研究为河口水动力模拟以及生态环境保护提供了有价值的参考。     

珠江河口东四口门流场结构与涡流研究

珠江河口东四口门径潮比差异较大,潮优型口门虎门与其他三大河优型口门有明显的涨落潮不一致现象,该现象致使珠江河口东四口门附近流场不同于单一口门流场。根据1978年伶仃洋实测水文资料,结合水动力高分辨率数值模拟,研究了口门附近流场结构与涡度分布,发现口门附近是发生涡流的重点区域。口门之间涨落潮不一致及流场动力相互影响,形成涨落潮流路分异及相互挤压,并在岸线和地形边界的作用下易导致涡流发生。1974—2006年岸线变化较为剧烈区域都是涡流发生的重点区域,这说明涡流对浅滩发育演变可能起到一定作用。     

强风作用下珠江伶仃洋河口湾能量耗散分析

基于珠江河网-河口湾的三维数值模型,通过区域能量耗散项积分方法分析了风作用下的伶仃洋河口湾能量耗散。结果表明,潮能沿深槽向河口与三角洲传播,风的作用改变了伶仃洋河口湾能量通量的振幅和相位,但对各断面多潮平均能量通量影响不大;强风的作用使伶仃洋河口湾区域的单位面积能耗增加,垂向涡动能耗增强1~2倍,摩擦能耗变幅不大,且不会改变地貌形态阻力作用下的能耗空间分布性质。     

近河口引水工程建设对河口盐水上溯的影响分析——以海南省海口市南渡江引水工程为例

近河口引水工程建设使得河口水动力情况发生改变,从而改变河口盐水入侵。以海南省海口市南渡江引水工程为例,运用数值模拟方法,分析工程建设对南渡江河口水动力和盐水入侵的影响。研究结果表明:南渡江引水工程建设后,南渡江入海水量减小,年内减幅枯水期比丰水期大;河口区余流、海甸溪和北干流盐通量也有所减小,枯水期减小幅度比丰水期大;逐月咸水界出现不同程度的上移,丰水期上移距离比枯水期稍远。     

强风作用下珠江黄茅海河口湾的潮能通量与耗散研究

对于河口营养物质及沉积物输运而言,潮汐和风提供了大量能量来源。基于SELFE模型,建立了珠江河网-河口湾的三维数值模型,分析了黄茅海河口湾在强风及潮流作用下的能量输运及能量耗散问题。研究表明:黄茅海河口湾的潮能沿深槽向上游银洲湖及河道传播,风的作用改变了河口能量通量的振幅和相位,对各断面多潮平均能量通量影响不大。强东北风条件下,总能耗较无风状态下增加0.16~0.8倍。垂向涡动耗散项能耗为总能耗的35%~53%,增大约0.5~1.7倍,底摩擦能耗项能耗占总能耗46%~64%,较无风状态下减少5%。强风的作用使河口区域的单位面积能耗增加,垂向涡动能耗增强,摩擦能耗降低,但不会改变总能耗的空间分布性质。     

甬江及河口附近海域枯季水沙特性分析

基于2016年1月甬江及河口附近海域水文、泥沙观测资料,从水动力条件和泥沙环境两方面分析该水域枯季水沙特性。分析表明:①甬江最高潮位沿程变化不大,最低潮位沿程下降,最大潮差沿程增大;甬江河口附近海域的最高潮位、最大潮差和平均潮位都呈西北高于东南的特点。②甬江流速从上游至下游逐渐增加,河口附近海域流速总体上呈北强南弱的平面分布特点。③甬江从上游至下游含沙量先增后减,大潮含沙量大于小潮。河口附近海域西北侧含沙量大于东南侧,大潮含沙量大于小潮。输沙量和含沙量的规律较为一致。④甬江在同一个涨落潮周期内,含沙量存在两个峰值,分别出现在涨急、落急之后1~2 h。河口附近海域与河道内不同,含沙量存在单峰和双峰两种情况。     

黄河口概化模型试验研究

黄河河口的演化环境极为复杂，为定量分析其演化过程，通过概化模型试验，对黄河河道和河口的悬沙组成变化以及沿程含沙量变化进行了研究。结果表明：河道沿程悬沙由粗到细，在河口附近受潮流影响，粒径又变粗，随着水流离开口门的距离增大，动力分选效果越差，致使水流悬沙粒径越来越细；在径流段，含沙量沿程减小，但在径流的潮流区(口门附近)，含沙量达到最大值，此后在较短的距离内迅速降到最低值。     

2002年黄河调水调沙试验河口形态变化

近年来黄河河口水沙条件基本处于维持不断流状态，汛期非汛期界限已非常不明显，河口形态变化基本特征发生明显改变。调水调沙试验前河口径流作用微弱，河口沙嘴长时间主要受潮流侵蚀作用逐渐向临界平衡状态调整。但是2002年7月调水调沙试验河口有一个14天的0．664亿t泥沙人海口门快速堆积过程，河口形态又形成一个不稳定的快速堆积状态。本文通过2001年6月与2002年7月两次拦门沙测验地形与相关水文资料，计算输海泥沙的数量及其分布，分析了该次调水调沙试验后河口形态特征变化。     

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。     

长江口枯水期最大浑浊带形成机制

用ADCP获得了长江口最大浑浊带内的高频率和高分辨率流速和悬沙浓度数据,对不同定点站位和走航断面的悬沙浓度、流速和盐度数据进行了分析,同时对不同站位的再悬浮通量以及悬沙输运机制也进行了计算,进而讨论了长江口枯水期最大浑浊带的形成机制。结果表明,枯水期的长江口处于淤积状态,再悬浮通量较小,其数量级介于10-4-10-7kg·m-2s-1之间;平均流输运在整个悬沙输送中占主导地位,斯托克斯漂移效应、垂向环流和潮振荡的垂向切变作用对悬沙输运也有着重要作用;通过分析走航断面的数据确定了枯水期中潮期内最大浑浊带的显著分布区域,“潮泵”作用和河口重力环流作用均在该地区最大浑浊带形成中都发挥着重要作用。     

钱塘江河口洪水特性

钱塘江河口是强潮河口,流域来水过大、下游潮位过高,沿江即可能造成非常高水位.半个世纪以来,上游兴修水库,流域洪水已得到部分控制.河口地区大规模围涂,河道趋于稳定.同时,沿江对洪水、潮汐的响应特性有一定程度变化.上游水库拦蓄了一些小洪水,汛前河道容积因此减小;大规模围涂缩窄了河道,加强潮波反射,影响波及杭州湾湾口;河道过水断面减小,杭州20世纪90年代的平均高潮位比80年代高近50cm,70年代开始,年最高水位超过警戒水位的次数几乎每10年增加1倍.     

珠江三角洲一维盐度与三维斜压耦合模型

本文将珠江三角洲河网区、河口区以及近岸海域视作一个整体,耦合一维盐度模型与三维斜压模型,并在连接过程中考虑三维模型的分层边界条件,从而构建了珠江三角洲的耦合斜压模型。采用1999年7月和2001年2月的实测资料对模型进行率定及验证,分别模拟了珠江三角洲径流和潮汐共同作用下的洪季、枯季流场及盐度分布。其后分别从验证效果和与单独计算相比是否发生明显变化这两个角度来检验连接计算的效果。研究结果表明,所建立的耦合斜压模型模拟结果与实测值吻合较好;连接计算与单独计算的模拟结果相当接近,模型成功复演了河口区的特征流态与盐度的分布态势。综合分析表明该模型成功描述了珠江三角洲典型的水动力过程,可用以研究咸潮入侵、污染物通量等问题。     

河口区重金属运动足迹

为了更好地研究河口区重金属的运动足迹,综合评估其对河口水源区的影响,进一步实现河口水污染精准防治,选择长江口为研究区域,根据2016年1—12月长江口6个断面的监测数据,分析了长江口枯水期典型月(1月份)、平水期典型月(5月份)、丰水期典型月(8月份)重金属的运动足迹规律,构建了二维非稳态水环境数学模型并进行了率定验证,探究了河口区重金属的时空分布。研究结果表明:①不同水文期,长江口重金属受到长江径流和潮汐作用的影响,粒子运动速度从大到小的时间排序是丰水期>平水期>枯水期;空间分布来看,徐六泾释放的粒子会进入长江口的3个水源区。②枯水期典型月(1月份),粒子运动足迹3处不一致,北港处重金属粒子运动速度最快,为4.98 km/d,最终汇入东海。③平水期典型月(5月份),徐六泾重金属粒子足迹运动不同于枯水期,沿北港方向流动,继而呈顺时针的螺旋型轨迹运动,最终流入东海,且运动速度最快,为7.03 km/d。④丰水期典型月(8月份),运动足迹与平水期类似,但徐六泾与北港处的粒子运动速度都大于平水期,北港处最大,为8.32 km/d。     

2002-2018年长江口基本河槽冲刷及形态调整演化趋势

三峡蓄水后清水下泄对长江口河床演变产生何种效应是泥沙研究者普遍关注的问题。在阐述长江口近期来水来沙和边界条件变化的基础上,分析了长江口基本河槽河床冲淤特点、形态演变及其趋势。分析表明,长江口基本河槽发生了全面的强冲刷,河床形态朝宽深比减小的方向发展。各分段基本河槽上、中、下3层河床的冲刷分布,体现了长江口愈向上游段受径流作用相对较大,而愈向下游口门受潮汐动力作用相对较大对河床冲刷影响的特性。在保滩护岸和近期圈围工程与岸线整治工程作用下长江口总体河势仍将继续保持相对稳定;在三峡蓄水后来沙大幅减小的大环境下,基本河槽将连续受到冲刷,河床形态仍将朝窄深方向发展。     

长江大通站径流量的丰平枯水年划分探讨

河流和河口水文研究一般都采用年平均径流量划分丰平枯水年。根据长江口枯季盐水入侵研究对径流量划分的需要,探讨了以大通站的年平均、洪季平均、枯季平均、枯季月平均径流量划分丰平枯水年类型的差异。结果表明洪季平均和年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度达74%,但是枯季平均和年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度仅38%,枯季各月平均与年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度平均为33%。对于长江口的各种研究来说,采用多种径流量指标划分丰平枯水等级是很有必要的。