水沙数学模型技术在长江河口整治中的应用

为给河口整治提供参考和借鉴,基于DELFT3D模型系统建立了长江河口水沙数学模型,并利用实测水文、泥沙数据进行了率定、验证。大量实测资料验证结果表明,该模型的潮位、潮流和含沙量模拟平均精度分别可达91%,86%和72%,模型具有较好的模拟精度。该模型在长江河口治理规划研究、整治工程方案设计、施工设计、航道治理等方面应用效果良好,可为相关整治工程的决策和设计提供一定的技术支撑,值得进一步推广应用。     

强潮河口拦门沙航道回淤及治理措施

针对瓯江口边界地形复杂、岛屿众多、口门以上河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点,分析了强潮河口拦门沙演变规律及成因,应用波浪与潮流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究拦门沙航道开挖后的回淤及治理措施。数学模型中引进前期含沙量的概念,得到了潮流挟沙能力公式,给出了波浪作用下浮泥引起航槽回淤的模拟方法。在瓯江口潮流与含沙量验证基础上,进行了拦门沙航槽开挖后悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的验证计算,计算的淤积厚度及沿航线分布趋势与实测值比较接近。在此基础上,研究了瓯江口拦门沙航道治理原则、措施及工程对水动力泥沙环境的影响。     

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。     

复杂河口汊道封堵水沙问题研究

摘 要：对复杂分汊河口次要汊道进行封堵围垦可以获得土地资源。以瓯江口南口封堵为例研究了复杂河口汊道封堵问题。首先对复杂的瓯江口的自然条件和冲淤演变进行了分析；其次，使用二维波浪潮流泥沙数学模型、波浪潮流泥沙物理模型及三维潮流数学模型等研究手段，对瓯江南口现潜堤加高进行了封堵后的二维潮流场、泥沙场、地形冲淤变化和三维潮流场进行了模拟研究，对瓯江泄洪排涝的影响进行了计算和分析。研究结果表明，从对周围水沙环境和瓯江泄洪排涝的影响角度考虑，将现潜堤加高进行南口封堵的方案是可行的。     

潮汐河口大型中低滩促淤工程内部布局研究

内部布局是决定促淤工程淤积效果优劣的重要因素之一,但以往缺乏对该问题的深入研究.以总规模约148.7 km2的长江口南汇东滩促淤圈围工程为例,以二维潮流数学模型及泥沙促淤效果经验公式为研究手段,展开潮汐河口大型中低滩促淤工程内部布局研究,包括促淤方式、分仓方式的选择以及纳潮口规模的拟定等.研究结果表明,纳潮口式促淤方式优于多仓布局方案,纳潮口规模在满足控制流速的前提下大小应适中.     

长江口深水航道三期工程前后北槽中上段水动力及含沙量变化特征

基于长江口北槽深水航道长期定点观测的2006,2008和2011年洪季大潮、2006,2009和2013年枯季大潮水沙数据以及2006和2013年6—8月横沙和北槽中的潮位资料,分析三期工程前后北槽中上段潮汐、潮流及含沙量变化特征。分析结果表明:①中上段浅水分潮性质增强,且M_4分潮和M_2分潮的振幅变化幅度远大于M_2分潮;中段洪、枯季大潮平均潮差均减小;②中段M_2分潮流垂线平均长轴洪季大潮增大、枯季减小,长轴向均向北偏转且椭率减少;洪、枯季大潮涨、落潮平均流速均减小,优势流减小;③余流为中段含沙量贡献最主要的驱动力,其次是M_4分潮,随后为M_2分潮;中段洪、枯季涨落潮平均含沙量均增多,优势沙减小;④中上段潮动力非线性特征加强主要受三期工程中上段缩窄加深工程的影响;南导堤加高工程是中段流速减小的主要原因;洪、枯季优势流、优势沙的差异主要受上游来水来沙的影响;泥沙再悬浮是中段悬沙的主要来源,且洪、枯季含沙量差别主要受上游来水来沙及潮流动力强度控制。     

涌潮河口桩式丁坝的护滩保塘效果分析

针对以散抛块石为材料的传统堆石丁坝基础较浅,处于低潮位上下时散抛块石在涌潮动力作用下往往出现冲散、滚失、沉落,招致丁坝损毁的情况。本文提出了一种桩式丁坝型式,该桩式丁坝除基础深、整体性好外,水上和水下部分的坝头,做成适合流势接近流线的体型,从而可改善邻近丁坝头的流场,减小滩地与近坝头河床的冲刷。本文通过现场观测,分析了桩式丁坝的护滩保塘效果,探究丁坝护滩保塘的机理。分析表明,桩式丁坝可减轻“兜潮”现象,能直接抵御最大涌潮动力的作用,有效地减弱涌潮对坝基的淘刷,削减坝头及丁坝上游侧的局部冲刷强度,较好地解决了丁坝坝身周围局部冲刷坑的问题,大大增强了坝身结构稳定性。与传统的堆石丁坝比较,桩式丁坝具有设计合理、施工简易、便于维护检修等特点,可在各类河道整治、海塘保护等工程中应用。     

感潮河段航道整治设计理论与方法探讨

通过长江下游大量航道整治研究成果的总结提炼,探讨和论述感潮河段航道整治设计理论与方法。结果表明:根据不同的径流和潮汐影响,感潮河段中可划分为常年潮流段、季节性潮流段和常年径流段3个区段;根据河型特征和滩槽格局,浅滩类型有单级分汊型、多级分汊型、水下心滩型和水下沙洲型浅滩四种。应综合考虑航道整治影响因素及外部条件,确立航道整治总体原则,梳理得出不同区段设计通航水位及其与上下游衔接,以及整治参数(整治水位和整治线宽度)的确定方法;针对各类浅滩特点,采取相应的整治思路和整治工程措施,整治建筑物包括混凝土构件混合堤和新型生态守护结构。     

粒子测速系统在潮汐河口河工模型试验中的应用

在潮汐河口河工模型试验中采用粒子测速(PIV／PTV)系统测量流场，具有快速、精度高的优点，开发的PIV／PTV系统数据处理分析软件，可实现模型试验中流场的可视化。     

天津宁车沽防潮闸计算机监控系统

设计了一种以西门子公司CPU226PLC为核心的分布式闸门监控系统。该系统巧妙地利用了双自由口通信，合理设计了总线协议，使硬件配置达到最优，经济地构建了总线监控网络。系统的上位机还具有过闸流量计算公式自动修正的功能。     

太湖流域洪水风险管理实践与思考

从梳理流域水灾特性入手,针对最近20年太湖流域城镇化进程空前迅猛、洪涝风险特性发生了显著变化、防洪减灾面临新的巨大压力与挑战等问题,指出积极推进洪水风险管理是太湖流域全面提升水安全保障水平的必然选择和发展方向,总结了不同发展阶段的太湖流域洪水风险管理实践,分析了太湖流域洪水风险管理面临的新形势,并展望了未来太湖流域洪水风险管理的发展方向。