长江口南支潮流的一个数值模拟

为了能够精确地拟合天然水域不规则的水陆边界,并能保持有限差分数值计算在矩形网格中进行,本文利用Thompson的数值网格生成技术,在长江口南支七丫口至横沙河段设计了一个椭圆型边界拟合坐标系,并在这个坐标系下建立了平面二维潮流数学模型。通过数值求解此数学模型,实现了计算区域内现状潮流的一个数值模拟,模拟结果表明,模式的设计是成功的。     

瓯江口外洞头岛北岙后涂围垦工程潮流数值模拟研究

通过建立基于不规则三角形差分法的洞头岛附近海区二维潮流数学模型,在对现场实测资料验证的基础上,对北岙后涂围垦工程前后的潮流场进行了数值模拟,就北岙后涂围垦工程对周边海区的影响及围塘根部的冲刷情况进行了分析研究。分析研究结果表明,围垦工程不会对客运和货运码头及航道通航条件产生明显影响,对洞头峡的涨落潮水流、三盘大桥桥墩及其通航孔基本没有影响;单纯潮流对围塘根部冲刷的可能性很小,因此,围垦工程是可行的。     

长江口南港水道潮流特征分析

根据１９９６年长江口南港水道枯、丰水期（１月、７月）大、中、小潮两次各２６ｈ以上的全潮水文实测资料,统计分析了实测流的特征和潮流类型、运动形式、潮流垂直变化、余流、Ｍ２分潮流及分潮流对涨、落潮流不等的影响。     

长江河口南汇嘴潮滩近期演变分析

南汇嘴潮滩位于长江口和杭州湾的交汇地带,受长江口和杭州湾北岸两股潮流的控制,近年来由于低潮滩促淤围垦工程导致其水流和泥沙运移、沉积和地貌发生了显著的变化。根据近期水文泥沙观测资料及1993年、1998年、2003年、2005年的实测地形图资料,分析了南汇嘴潮滩近期演变特征。研究结果表明:1993-1998年为淤涨期;1998-2003年为冲淤调整期;2003-2005年呈现向外淤涨的趋势。而造成这一趋势的原因主要包括潮滩海洋动力作用、长江入海泥沙变化及近岸海岸工程建设等。     

长江口南港水道溢油数值模拟

使用FVCOM 建立了长江口水动力模型,然后基于拉格朗日粒子追踪法及自由走动理论建立了长江口溢油模型,研 究长江口南港水道处溢油污染的问题。模拟了溢油在东南风、东北风、西北风下涨憩、落憩时24 h 内的扩散漂移轨迹以及 分布情况,对不同情景进行了分析。研究表明风向对溢油的走势有较大的影响：东南风落憩的溢油可能会污染到青草沙水 库、崇明东滩及中华鲟保护区,涨憩时主要污染为九段沙湿地;东北风涨憩和落憩时主要污染上海岸线;西北风落憩时主要 污染长兴岛南岸以及九段沙湿地,涨憩时污染九段沙湿地,研究结果可为潜在的溢油应急响应决策提供参考。     

长江口海域潮汐和潮流的观测研究

长江口邻近海域具有显著的强潮特征,除近岸海域外,离岸海域缺乏长期实测的潮汐潮流资料.本文分析了长时间序列的水位观测资料,结果显示长江口海域的潮汐类型属于正规半日潮,近岸海域浅水分潮显著;M2分潮是最显著的半日分潮,振幅具有从东面开阔海域向西面杭州湾口浅水海域或岛群增加的趋势.剖面海流观测资料表明本海域的潮流类型为正规半...     

瓯江杨府山边滩围垦工程试验研究

瓯江杨府山河段边滩发育丰富，底沙运动频繁，悬沙含量高，对边滩围垦促淤极为有利。本文依据大量的水文、泥沙、地形等实测资料，在模型验证试验相似的基础上进行围垦工程试验，分别论证其工程的可行性、工程布置形式的促淤效果。对类似的边滩围涂工程具有借鉴作用。     

近期长江河口南汇南滩水域水沙变化特征

基于南汇南滩水域2011年12月和2012年6月洪、枯季大潮的现场水文观测资料及2003年2月枯季大潮、2004年9月洪季大潮的历史观测资料,分析潮流历时、流速、优势流和含沙量等水沙现状和变化特征,探讨近年来该水域水沙变化的主要影响因素。结果表明:(1)目前,南汇南滩水域洪季大潮落潮流占主导优势,枯季大潮涨潮流占主导优势;(2)东海大桥及其周边促淤围垦工程后,洪季大潮落潮优势增强,涨潮垂线平均含沙量减少,落潮垂线平均含沙量增多;枯季大潮落潮优势减弱,涨、落潮垂线平均含沙量均减少;(3)近岸工程建设是南汇南滩水域洪季落潮优势增强、枯季落潮优势减弱的主要影响因素;涨、落潮垂线平均含沙量的变化主要与工程建设、流域来沙量减少、近岸沙体变迁等作用有关。可为河口河槽治理提供理论依据。     

长江口南汇嘴近岸海床近期演变分析--兼论长江流域来沙量变化的影响

长江口南汇嘴地处长江口和杭州湾的交汇处,是长江三角洲南翼向海延伸部分,是长江入海径流和泥沙进入杭州湾和东南沿海的主要输沙通道.在丰富的长江入海泥沙供应下,随着长江三角洲的向海伸展,南汇嘴近岸海床不断淤积.进入20世纪90年代,由于长江流域下泄泥沙的减少,引起南汇嘴近岸海床由淤积过程转向冲刷过程.此外,沿岸滩地的大规模的促淤造地工程,亦拦截了长江口入海的过境泥沙,从而加速近岸海床的冲刷.在今后相当长的一段时期内,随着长江流域大中型水库的不断兴建,长江入海泥沙量将持续保持在较低水平上,海床冲刷将不可逆转地持续下去,这应引起海洋工程建设部门的重视.     

南汇东滩圈围工程对长江口河势影响的数值模拟分析

基于验证的MIKE21软件长江口二维潮流数值模型,计算和重点分析了南汇东滩促淤圈围工程对长江口南槽、北槽和横沙通道的影响。结果表明:南汇东滩促淤圈围工程束窄了南槽下段河道,较大幅度地减小了该段的潮流量;但南槽中段以下河段流速增加幅度较大,河槽将会刷深,河势将得到发展;江亚北槽将会得到发展,北槽中段泥沙淤积现象将会加剧;横沙通道涨落潮流量大幅减少,横沙通道涨落潮流量与南槽涨落潮流量存在非常高的相关性,这对横沙通道作为航道开发和利用会带来较为不利的影响。     

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道后期老龙沟深槽的地形演化趋势

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道后的初期,老龙沟深槽以淤积为主;中期则由于从海底大规模的取土填海造地及局部的沿沟挖沙引起了老龙沟深槽的加深;通过对2008年10月和2011年10月3个横切老龙沟深槽剖面的测深资料的对比分析,发现曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道的后期(2009年以来)老龙沟深槽还是以淤积为主。这可能是随着曹妃甸工程主要填海阶段的逐渐结束,从海底取土数量的逐渐减少甚至停止,在浅滩潮道仍然没有开通的情况下,老龙沟深槽必然又恢复了淤积。研究成果进一步证实了笔者提出的阻断浅滩潮道会引起老龙沟深槽淤积的推断。因此,有必要再开通浅滩潮道,使原来的潮流系统尽量得到一定程度的恢复,以减轻老龙沟深槽的淤积和保护海洋环境。     

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道中期老龙沟深槽的地形变化特征

据2006年及以前的测深资料,已得知在曹妃甸填海工程修建的通道公路阻断浅滩潮道后的初期(2004年—2006年6月),老龙沟深槽有变浅和淤积的趋势。现研究了在通道公路阻断浅滩潮道后的中期(2006年7月—2008年)老龙沟深槽的变化趋势。根据2006年7月—2008年10月3个横切老龙沟深槽的测深剖面的对比分析,发现在该时间段内老龙沟深槽有一定加深和侵蚀的趋势。原因与人类活动密切相关,局部沟底有过抽沙活动,而且该时期也是曹妃甸填海工程最主要的施工期,大规模剧烈地从海中抽沙取土填海,取土规模达3~4亿t,也会引起老龙沟深槽的局部加深。     

死生港潮沟活动及其对巴斗围垦的影响

苏北辐射沙洲内侧死生港等潮沟,在本世纪70年代末80年代初,曾逐渐向岸移动,使岸滩遭受到极为严重的冲刷。潮沟水道的活动成为东台市围垦利用潮滩的主要制约因素。本文根据已有的研究成果和多次实地调查考察、测量,结合航卫片资料的应用,就死生港的西移蚀岸原因、活动规律加以论述,并对未来死生港再次发育曲流横移对东台市巴斗潮滩围垦的影响进行了分析,提出了巴斗围垦的针对性措施。     

大规模多岛屿海域潮流场的数值模拟

本文提出了一种系统地分析大规模多岛屿海域潮流场的数值模拟方法,以及只有有限代表点位的计算区域内的潮汐和潮流资料的分析方法。建立了适用于复杂的多岛屿海域上平面二维潮波数值计算模型的选择及网格自动剖分方法。通过对长海县长山群岛海域潮流场的模拟,验证了此方法在计算规模大而又要求局部分辨率高的潮流场时,该方法效率高,经济合理,灵活方便。     

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道初期老龙沟深槽的地形变化

通过研究1992、1997、2006年的测深资料,对比分析了横切老龙沟深槽口门处的地形横剖面和大致沿老龙沟深槽轴线的地形纵剖面,可知在此期间深槽内的水深有变浅和淤积的趋势。总体看来,老龙沟深槽的淤积厚度在0.61~4.8 m之间,并且老龙沟深槽轴线也有自东向西迁移的趋势。自2004年曹妃甸填海工程的通岛公路阻断浅滩潮道后,使老龙沟深槽内的潮流流量和流速减小,是引起老龙沟深槽内的水深变浅和淤积的主要原因。淤积可能主要发生在通岛公路阻断浅滩潮道后的初期即2004-2006年期间。该研究结果也证实了我们阻断浅滩潮道会引起老龙沟深槽淤积的推断。     

渤海西南部海域潮流数值计算

采用二维有限差分解法对渤海西南部海域进行潮流数值模拟,得出M_2分潮的潮波图,椭圆长短轴图,最大流速分布和不同时刻的潮流场图,并根据实测资料对其进行了验证。从而可系统地了解这一海区M_2分潮的潮波系统及逐时潮流场等海洋要素的分布情况。     

围垦工程影响下的江苏弶港潮滩剖面的演化机制

以江苏弶港潮滩为典型研究区,基于2007-2012年在潮滩及条子泥匡围工程实施期间采集的9条潮滩断面高程数据,建立潮滩剖面形态的二次函数统计模型,并结合同步采集的表层沉积物粒度数据,对围垦影响下的潮滩剖面演化机制进行了探讨。结果表明,受围垦工程影响较小的北部潮间带上部的淤积强度要大于潮间带中下部淤积强度,潮滩剖面呈上凹型;正在实施的围垦工程加剧了垦区内潮滩的淤积,尤其在下部呈现高强度淤积而造成垦区内潮滩剖面的上凸趋势减缓,剖面曲率减小。此外,由于垦区内逐渐失去潮汐水动力作用,与附近非垦区类似潮滩带相比,垦区内滩面沉积物呈细化趋势。围垦工程在潮间带中下部筑堤坝,对涨潮水体有阻滞作用,使得外海带来的细颗粒沉积物在围堤外侧快速堆积,造成原潮间带下部快速淤高,形成垦区外向海侧微下凹的潮滩剖面形态。     

湍能封闭模型在渤海潮流模拟中的应用

将一个三维湍能封闭模型应用于渤海潮流模拟，通过流速分解的初边值方法，计算了渤海全海区潮波系统、潮流结构，结果与观测符合较好。计算同时给出了湍粘性系数和湍动能的时空分布，比较常湍粘性系数和湍的垂直抛物分布及湍能封闭模拟表明，湍粘性系数的不同选取会对流场结构有显著影响。     

潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型

本文根据河口水流动力特性和泥沙变化规律，把波浪运动概化为具有时均意义的波浪流分布场，将“波流幅射应力”、“波流摩阻力”以及“波流挟沙力”三个要素归纳到水流运动方程和悬沙输送方程中去，构成潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型计算系统。通过对珠江口黄茅海悬沙冲淤过程的实际算例，表明该系统模拟河口悬沙在潮流和波浪综合作用下的分布特性和冲淤趋势方面，具有良好的应用前景。