钱塘江河口(杭州湾段)的自然特性分析

杭州湾是一个喇叭形海湾,湾口宽约95.0 km,自口外向口内渐狭,至澉浦一线目前宽度为16.5km.杭州湾海底地形平坦,低潮位时水深大多为8.0～10.0 m,乍浦断面以西渐抬升,至澉浦断面水深约5.0 m.杭州湾水下地貌可划分为3种类型:湾口水下浅滩区、湾中潮流槽脊区和湾顶沙坎区.根据不同历史时期的水文泥沙资料和有关文献,概述了钱塘江河口杭州湾段的潮汐、潮流、波浪、泥沙、盐度等自然特征.     

PPK技术在强潮河口水下地形测量中的应用

杭州湾属于典型的强潮河口,该海域的水下地形测量工作受湾口地形及特殊水文条件的限制,布设验潮站成本较高,采用RTK方式作业时容易丢失信号。针对以上问题,采用PPK技术可以予以解决。对基于载波相位双差的PPK技术的工作原理进行了介绍,同时通过陆域定点观测,测试了PPK解算结果的精度、一致性和稳定性,测试结果表明PPK技术满足水下地形测量的需要。为了检测该技术的实用性,将其用于杭州湾宁波慈溪附近水域水下地形的实际测量,测量结果表明:PPK技术在强潮河口区域的水下地形测量方面具有良好的前景。     

杭州湾水沙运动特性分析

结合钱塘江、杭州湾历年实际测量资料,总结杭州湾水域潮汐水文、潮流及泥沙输移特性,为杭州湾涉水重大工程的实施提供可靠详实的基础数据.结果表明,杭州湾北岸的高潮位比南岸高,低潮位则相反,潮差北岸比南岸大,南、北岸平均高潮位由湾口向湾顶沿程增高;杭州湾潮流基本呈往复流,南岸对比北岸先涨先落;杭州湾含沙量呈“三高两低”的状况,受长江来沙的影响较大,表现为“冬高夏低”的年内变化趋势.     

拱北湾整治方案初步研究

由于珠江口港珠澳大桥(包括联络桥)、人工岛及其他重大工程的实施,改变了珠海拱北湾海域潮流与水沙条件,通过珠江河口平面二维模型对拱北湾进行潮汐动力、泥沙淤积进行分析预测,初步提出了拱北湾的整治方案。     

静止轨道卫星观测杭州湾悬浮泥沙浓度的动态变化及动力分析

利用静止轨道水色遥感卫星GOCI的一天多景数据,采用基于半经验辐射传输模型(SERT),反演获得杭州湾海区悬浮泥沙浓度的时空分布;结合三维无结构三角形网格的有限体积海洋数值模型(FVCOM),模拟卫星成像时刻杭州湾水位、潮流分布状况.综合分析结果表明:潮流变化是该海区在涨落潮、大小潮悬沙分布变化的主要影响因素;风浪作用导致杭州湾海域悬沙浓度枯季明显大于洪季.     

强潮河口水体交换能力敏感因素分析

强涌潮河口水体交换能力与其水动力状况密切相关,而影响强潮河口水动力状况的因素众多.因此为保证强潮河口水体的正常生态功能,开展水体交换能力的敏感因素分析,研究水环境容量十分必要.以钱塘江河口为例,在钱塘江二维数值模型的基础上,采用浓度示踪法对强涌潮河口水体交换能力的影响因子一径流、潮汐、江道地形及岸线进行了敏感因素分析.     

曹娥江大闸涌潮荷载特征与金属闸门运行对策

曹娥江大闸是在强涌潮河口地区建设的大闸。本文分析了挡潮泄洪闸工作闸门的鱼腹式双拱承力体系、扁平大跨度体型、泥沙淤塞及启闭平衡性等特性,从潮位、水压力、潮头、潮速及潮流方向的角度介绍了钱塘江涌潮对于闸门的荷载特征,阐明了闸门的运行对策。这对大跨度特型闸门在强涌潮河口的运行管理具有重要的指导意义。     

强潮河口悬浮泥沙浓度垂向结构分析——以杭州湾乍浦水域大潮期为例

利用在强潮河口--杭州湾乍浦水域大潮期的现场实测水文、泥沙资料,分析了悬浮泥沙浓度的垂向结构.结果表明,在涨落潮周期内,除落憩前后较短的一段时间外,由于强潮河口强烈的水动力造成水体垂向混合均匀,研究区域悬浮泥沙浓度的垂向分布符合Rouse公式;如用六点法实测的底层悬浮泥沙浓度来代替近底悬浮泥沙浓度,会造成较大的误差;根据Rouse公式拟合,选取合适的近底距离,可求出对应的近底悬浮泥沙浓度,这比利用实测的底层悬浮泥沙浓度代替更为准确和合理;实测的底层悬浮泥沙浓度对近底悬浮泥沙浓度影响很大;实测的底层流速对近底悬浮泥沙浓度垂向分布的影响较大.     

九龙江口一厦门湾海域表层沉积物粒度分布特征及其动力响应

根据2008年9月采集的九龙江口-厦门湾大范围表层沉积物样品以及收集到的实测水文资料,分析研究九龙江口-厦门湾表层沉积物的粒度分布特征,同时在应用GSTA模型对沉积物进行输运趋势分析的基础上探讨该区域泥沙运移趋势.结果表明:九龙江口-厦门湾海域沉积类型较多,主要以黏土质粉砂为主,显示出该区域以细颗粒物质沉积为主的沉积特性,同时不同区域沉积物分布特征又略有差异,揭示了九龙江口-厦门湾各海区沉积物颗粒的粗细、水动力条件以及沉积环境的不同.应用GSTA模型对表层沉积物运移趋势分析结果显示,来自九龙江径流的物质一部分在九龙江口受到潮流作用沉积,一部分通过厦门湾口往外海输运,还有少量在涨潮流的作用下进入厦门西海域,该趋势与水动力条件密切相关.     

瓯江口三维潮流和盐度数值模拟研究

环境流体动力学模型(EFDC)集水动力模块、泥沙输运模块、污染物运移模块和水质预测模块一体,可以用于河流、湖泊、水库、湿地和近岸海域一维、二维和三维物理和化学过程的模拟.为了研究多岛屿、地形及流态复杂的瓯江口海区的水动力过程,本文将EFDC模型运用于该海区潮流场和盐度场的数值模拟.对比实测资料校核了模型参数,把模拟结果和实测潮位、流速和盐度进行了比较,吻合较好,并对瓯江口海区的潮流场以及盐度场进行了详细分析,发现近岸和江口及乐清湾大部分区域往复流明显,离岸越远旋转流越明显,河口处盐度在垂线分布上呈强混合型.结果表明:该模式成功复演了瓯江口海区的潮流和盐度变化过程,可以用于模拟和分析河口及近海海域的动力场.     

杭州湾沉积物宏观输运的数值模拟

用Delft3D模拟了杭州湾水动力和粘性沉积物输运过程,探讨了沉积物宏观输运和地貌演变的物理机制。忽略波浪作用,假设底质均一,不考虑粘性沉积物的底部固结作用,建立杭州湾粘性沉积物输运的数值模型。计算结果显示,模型能够反映杭州湾沉积物输运的宏观规律,再现了杭州湾悬沙浓度分布"三高两低"的特征、水体和沉积物"北进南出"的输运格局以及杭州湾总体上受控于淤积的地貌演变过程。杭州湾的沉积物输运主要受浅水分潮潮波变形引起的潮汐不对称性控制,该区潮波自东南向西北的传播方向、舟山群岛对涨潮流的阻隔效应、杭州湾喇叭形态的约束作用等因素造成"北进南出"的水沙输运特征。杭州湾与欧洲斯凯尔特河口狭长型的河口的沉积物输运路径有明显差异。     

河口、海湾断面与潮量关系的一致性及其应用

已有文献对海湾的断面面积的研究仅考虑潮量一个因素,进一步把考虑了径流、落潮历时、落潮含沙量的河口河相关系应用于海湾,用浙江省的杭州湾、象山港、三门湾、乐清湾等区域25个断面进行验证,其结果十分吻合.对河口河相关系进行全微分后,可以用来预测人类活动（如海湾内建水库、支汊堵坝、围垦等）对海湾断面变化,预测与实测资料基本吻合.对该河相关系经一定演算,揭示了河口、海湾关系的一致性的原因是它们都是满足床沙起动流速在合理的范围内.     

长江口南汇东滩滩地地貌演变分析

南汇东滩位于长江口与杭州湾的交汇带,受长江径流、来沙、波浪、潮汐和人类活动的影响,滩地地貌演变复杂。近百年来,南汇东滩北冲南淤,呈整体向东南伸展的演变趋势。波浪和潮流的共同作用,控制着南汇东滩滩坡和滩地走向,形成了岸、滩、槽平面发散的地貌形态。近年来,受长江口深水航道治理工程的影响,南汇东滩上段冲刷,下段淤积,地貌形态总体变化不大。没冒沙是南汇东滩上的次生沙体,形成于上个世纪的20年代,形成以来虽经历复杂的演变过程,但多年来沙嘴（或沙脊）的位置和走向基本保持稳定。南汇东滩平缓且稳定的滩坡、丰富的泥沙供应和适当的潮流、波浪动力是没冒沙长期稳定的内在机理。     

杭州湾口悬沙浓度变化与模拟

本文对杭州湾口 1 5个测站的大、中、小潮悬沙浓度的变化规律进行了分析 ,得出大 -小潮周期流速变化和水位变化是该海区各站悬沙浓度变化的主要影响因素。通过分析研究 ,建立了单点测站悬沙浓度变化与水位和大 -小潮最大流速的关系模型 ,用该模型的计算结果与实测资料进行比较 ,拟合程度较好 ,对于整个大 -小潮周期悬沙浓度的连续变化可采用该模型进行估算。     

博贺湾海域悬沙输移机制分析

根据博贺湾海域大潮期间的水文泥沙实测资料,采用悬沙通量机制分解法将悬沙净输移通量分解为多个动力项,并分别从平流输沙、潮泵输沙和垂向净环流输沙三方面分析了悬沙输移机制。结果表明:博贺湾海域大潮期间拉格朗日余流基本沿涨潮方向,离岸越远,余流值越大,欧拉余流大小与拉格朗日余流相近,斯托克斯余流接近于零;平流输沙在悬沙净输移中占主导作用,其中欧拉余流输沙作用方向与涨落潮优势流相关;博贺湾海域潮泵效应输沙作用不强,潮泵作用由涨落潮潮流和含沙量在潮周期的不对称性引起;垂向余环流输沙作用很弱,垂向净环流输沙和拉格朗日余流和含沙量的垂向分布有关。     

兴化湾海域泥沙特征及地形变化分析

为了查明兴化湾海域泥沙特征及地形变化,基于2013年7月份兴化湾海域水文泥沙测验资料,分析了研究区域的泥沙分布特性,并结合兴化湾深槽历年实测数据探讨了悬沙运移对其水下地形变化的影响。分析结果表明:测区含沙量较小,本次测验平均含沙量为0.062 kg/m³,大潮的平均含沙量较大,小潮的平均含沙量较小;含沙量的涨、落潮变化明显,最大含沙量多出现在最大涨急时刻附近,最小含沙量多出现在最大落急时刻附近,表明测验海域泥沙受到的扰动较小;各测点涨潮输沙率占优势,但涨、落潮输沙率绝对值都很小;研究海域泥沙随潮流往复进出,总体上为涨潮流方向,即由东南向西北运移,这与江阴壁头附近的情况相吻合,即深槽宽度不断向两侧扩展,而海底水深稳中有冲,基本处于略有冲刷的平衡状态。     

杭州湾湾口水体含沙量的时空分布

利用卫星遥感资料,结合现场实测数据,研究杭州湾湾口水体含沙量的时空分布,综合分析得出:杭州湾水体含沙量具有冬大夏小、高浓度悬沙广泛分布的特性,岛屿效应引起的局部高含沙是杭州湾岛屿群的共性。     

杭州湾北沿上海段水下地形冲淤变化特征

基于2005—2020年上海市滩涂实测地形、气象数据及开发建设资料,以杭州湾北沿上海段为研究区,定性与定量、整体与局部相结合,分析其水下地形冲淤变化特征,探寻演变原因及影响。结果表明：杭州湾北沿上海段近16年整体呈强度渐弱的冲刷态势,共冲刷1.482亿m³,年均冲刷深度为2.886 cm,金山深槽虽受强潮及圈围工程的影响兼具强冲刷及强淤积,但整体表现为冲淤均衡略显冲刷,冲刷强度仅为研究区域冲刷的12.1%;上游来水来沙的减少使得杭州湾北沿维持冲刷态势,潮流挟沙补充作用随涨潮潮差增大而增强,冲刷强度减弱,圈围区域岸线稳定,贴岸冲刷较强,地形变化较为剧烈。     

潮汐水域油污染计算

采用河口海岸三维模型(POM模型)计算了杭州湾、长江口的潮致流场.在此基础上,对杭州湾北岸的中港、星火和金山3个排污口冬、夏两季排放的含油废水油浓度分布进行了数值模拟.计算结果表明,在杭州湾、长江口以半日潮波占支配地位,其潮流场以M2分潮为主;在长江径流的影响下,潮致余流组成不甚明显的不对称顺时针方向的涡旋,有利于污染物向杭州湾外输移.从污染物向杭州湾外输移的情况来看,以中港较为有利,星火次之,金山较差.在现有计算条件下,取排污口油浓度初值为10 mg/L,3个排污口排出的含油废水均可达到国家Ⅲ类水质的标准.     

高浊度河口颗粒态重金属对泥沙运动的指示作用

作者根据1994年6月长江口、杭州湾的水质调查资料，分析了这类高浊度河口颗粒态重金属的分布规律。研究表明，在长江口和杭州湾内，悬沙和表层沉积物中Cu、Pb、Cd分布特征相似，尤其在杭州湾中部水域，二者重金属含量呈趋同的态势。细颗粒泥沙是颗粒态重金属的主要载体。在高浊度河口，动力沉积过程为控制颗粒态重金属分布和输移的主要因子，颗粒态重金属的分布对泥沙运动具有指示作用，悬沙和表层沉积物中重金属元素的分布反映了长江口泥沙向杭州湾输移的事实。