瓯江口潮流数值模拟

建立了时间二次插值的三角形网格显式差分数学模型,从而提高了原三角形网格显式数学模型［1］的稳定性和精度。使用三角形网格全自动剖分技术进行网格剖分,使用"干湿"判别法处理了露滩问题,用两套节点关系处理潜堤问题,对大范围(既有细长河道又有大面积海区)、多岛屿、地形及流态复杂的瓯江口海区的潮流场进行了成功的模拟。并根据模拟结果,对瓯江口海区的潮流特征进行全范围的分析介绍。     

水流与潮流作用下沙丘演变数值模拟

泥沙问题逐渐成为水利工程中的一个重要课题,其对港口航道等与人们生产生活相关方面的影响越来越显著。本文应用ADI格式离散求解浅水方程,并结合采用Euler-WENO方法求解地形演变方程,经验证得到了较好的对比结果。建立的模型应用于对河口拦门沙演变的研究,探讨了水流大小不同以及在潮流作用情况下拦门沙的最终演变结果。     

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.     

蜗形滞流器结构尺寸对其外特性影响规律的三维数值模拟

蜗形滞流器可有效地改善城市内涝现象,在欧美国家已有较大规模应用,但国内外缺乏对其核心技术的报导,以致在国内没有得到广泛推广和应用。以研究形滞流器结构尺寸对其外特性的影响规律为目标,选择滞流半径为300 mm、450 mm、600 mm、750 mm等不同型号,采用VOF模型进行三维数值模拟分析。结果表明:结构尺寸对于蜗形滞流器外特性的影响并非线性关系;针对同一半径的蜗形滞流器,其进口尺寸直接影响其外特性曲线,且其宽度的影响大于其高度的影响;半径不同的蜗形滞流器的外特性也不相同,但趋势一致;通过对比发现,半径为430 mm的蜗形滞流器能够产生最高的滞流效率。研究成果对蜗形滞流器在城市排涝中的推广应用具有一定的参考价值。     

温州浅滩围涂促淤工程泥沙数值模拟研究

建立了波浪潮流泥沙数学模型,对瓯江口温州浅滩围涂促淤工程效果进行了数值模拟研究。通过多个促淤方案的淤积效果模拟计算,推荐了最佳促淤方案。推荐的最佳促淤方案与定床浑水淤积物理模型试验推荐的方案一致。     

官厅水库妫水河口拦门沙疏浚的数值模拟研究

利用一、二维嵌套的不平衡输沙数学模型。对官厅水库妫水河口拦门沙疏浚挖槽方案进行了数值模拟。分析了影响挖泥槽回淤的各种因素。并通过对几种典型的挖槽方案进行计算分析。提出了合理的疏浚挖槽方案。     

拦河闸引水口三维流场数值模拟

水力发电厂拦河闸引水口附近的水流流态复杂,且行洪期受泥沙影响较大.通过紊流数值模型对该区域工程整治的三维流场进行了数值模拟,计算结果给出了该区域的三维流速分布,结合泥沙运动特性可预估其工程效益,为相关部门的工程整治方案提供基本数据.     

拦河闸引水口三维流场数值模拟

水力发电厂的拦河闸引水口附近的水流流态复杂,且行洪期受泥沙影响较大。通过紊流数值模型对该区域工程整治的三维流场进行了数值模拟。计算结果给出了该区域的三维流速分布,结合泥沙运动特性可预估其工程效益,为相关部门的工程整治方案提供基本数据。     

公路隧道断层破碎带围岩变形规律数值模拟

为研究断层破碎带隧道施工围岩变形规律,采用数值模拟方法分别考查了台阶法、预留核心土法和三台阶法施工时围岩变形及地表沉降情况。结果表明:断层破碎带隧道施工围岩变形量随着荷载步增加趋于稳定,台阶法造成的拱顶沉降值较大,三台阶法和预留核心土法能较好的控制隧道拱顶沉降;隧道周边收敛值也随荷载步增加逐渐稳定,台阶法周边收敛值最大、三台阶法周边收敛值最小;地表沉降随荷载步增加逐渐达到稳定,台阶法施工造成的地表沉降最明显,三台阶法次之,预留核心土法地表沉降控制效果最好;预留核心土法隧道上方横向形成明显的沉降槽,随着荷载步增加沉降槽趋于明显,最终达到稳定。     

基于FVCOM的辽河口鸳鸯岛海域水动力特性数值模拟研究

基于非结构化网格的海岸海洋模型(FVCOM),构建了辽河口鸳鸯岛海域水动力数值模型,并利用实测潮位、流速、流向数据对模型计算精度及可靠性进行了验证,对比结果表明模型计算值与实测值具有较高的吻合度。在验证模型可靠的基础上,进行了不同径流条件下鸳鸯岛水域的流场模拟计算,简要分析了不同径流情况下岛域附近水动力和流场的变化。模拟流场较好地展现了辽河口鸳鸯岛海域的复杂流况,研究结果为进一步探究河口湿地海域的盐度分布、泥沙冲淤及污染物输运提供参考。     

瓯江口拦门沙航道回淤分析

通过对瓯江口拦门沙航道3次疏浚后的回淤分析,以及从瓯江口的水流动力条件、风浪、盐度分布对含沙量影响等的初步分析,得出了拦门沙航道回淤的原因.     

瓯江口内外潮汐不对称研究

基于对瓯江口内外2005 年6—7 月多个潮位站15 d 的实测潮位资料分析,利用3 种方法研究了瓯江口 潮汐不对称现象及其在时空上的变化特征与机理. 研究认为,在理论上传统地采用M2 与M4 分潮的相对振幅判 断潮汐不对称的方法不完善,潮汐不对称不仅受到相对振幅的影响,而且受到其相对位相的影响,同时其他分 潮的相互作用也是导致河口、近岸潮汐不对称的重要因素. 瓯江口潮汐属正规半日潮,潮汐不对称的产生主要 是由于M2 分潮及其倍潮M4 的相互作用. 潮汐不对称的空间变化主要表现在沿河道的纵向上,即潮汐在纵向上 由口外向上游不对称逐渐增强. 在横向上,口门外由于地形开阔,水深较大,潮汐不对称不明显且无明显变化趋 势. 在时间上,潮汐不对称在大-小潮期间具有明显变化,表现为大潮期最为明显,远大于小潮期. 因此可以认为 潮汐不对称在大-小潮期间的变化是低频分潮Msf 分潮所致.     

长江口滞流点研究进展

通过系统整理长江口滞流点研究的相关文献,分别从实测资料、数学模型及物理模型等角度总结滞流点研究主要进展.并以时间顺序分析滞流点位置在各时间段的变化趋势,分析表明:多年来滞流点位置活动范围基本不变,但不同流量级下存在一定的上溯或下移.该项研究对认识工程影响下长江口河段水动力变化有重要意义.     

瓯江河口入海水沙通量的变化规律

根据瓯江流域圩仁水文站1950-2008年的实测流量资料和1956-1998年的实测输沙量资料,采用水文学和数理统计学方法,分析瓯江河口入海水、沙通量的变化规律及其相关性,并对人类活动的影响进行了探讨。研究结果表明:瓯江多年平均入海流量和悬沙通量分别为442m3/s、61.9kg/s;入海水、沙通量具有明显的年际和季节变化特征,沙通量的变幅要大于水通量;瓯江洪枯季流量、输沙量悬殊,洪峰暴涨暴落,是输水、输沙最集中时期;入海水、沙通量之间具有较好的峰、谷对应关系,但1975年特大洪水导致流域侵蚀模量发生较大变化;紧水滩、石塘水库的建成和运行,对瓯江入海径流起到了明显的调节作用,水沙通量年内分配趋于均匀化。     

港珠澳大桥对珠江口水域水动力影响的数值模拟

港珠澳大桥连接香港、珠海和澳门三地,横跨珠江口水域,大桥沿线大量的桥墩和海中人工岛必将对珠江口水域的水动力环境产生影响.采用平面二维潮流数学模型模拟了建桥前后珠江口水域的水动力变化和影响程度,采用非结构网格模拟桥墩和人工岛的形状,有限体积法求解水沙控制方程.模拟结果表明,大桥工程引起的水动力变化区域主要集中在东、西人工岛上下游各5 km及非通航区桥位上下游各1 km范围以内水域,对珠江口水域的水动力分布格局基本不产生影响.     

黄河河口潮流和泥沙淤积过程数值分析研究

用有限元方法对黄河河口海域的潮流海洋动力过程进行了数值模拟和分析；通过对典型时刻河口潮流流速矢量图和流速等值线分布图的分析计算，验证了黄河河口门外以及渤海湾和莱州湾交界点存在的两个高流速场；通过入海泥沙淤积厚度等值线平面分布及其变化过程、淤积厚度沿入海流路纵向的变化过程和海底典型高等线+1m，0m和-1m变化过程对河口海岸冲淤、海底变形过程进行了动态跟踪模拟和分析，所得结果与实测资料和遥感解译图像分析基本一致。     

汕头港外拦沙堤建设前后榕江河口水体交换能力的数值模拟

为了研究汕头港外拦沙堤建设前后榕江河口水体交换能力,建立了平面二维水动力数学模型以及平面二维对流扩散模型,率定后水动力各要素与实测值吻合较好。运用二维对流扩散模型计算了工程前后洪、枯季情况下的水体半交换时间,结果表明:榕江河口水体交换能力较强,工程前枯季榕江河口的水体半交换时间为373 h,洪季为58 h;拦沙堤建设以后,汕头港出海航道水域的潮差、平均流速均有所减小,水体交换能力稍有减弱,枯季水体半交换时间为376 h,洪季为59 h。工程前后枯、洪两季榕江河口水交换时间分别相差3 h和1 h,说明拦沙堤的建设对榕江河口水体交换能力影响很小。     

钱塘江口北岸超强台风潮水淹没数值模拟研究

针对陆域保护区低于外江高水位的钱塘江河口地区,以1949年以来登陆我国沿海最强的"5612"号台风为典型超强台风控制条件,对河口北岸平原潮水淹没情况进行了数值模拟研究。首先对地形进行概化,将平原内的二线堤防及具有挡潮作用的道路单独处理;然后以海堤极限防御能力计算分析为依据,确定超强台风作用下海堤损毁程度;最后采用覆盖两侧区域的二维风暴潮模型对北岸平原的淹没情况进行计算分析。结果表明,在超强台风作用下,钱塘江河口淹没区可随时段累积沿后方二线堤防及道路逐步推进,此类线状建筑物具有较好的挡潮作用;现状条件下,钱塘江河口北岸遭遇超强台风后,其最大淹没水深可达2.87 m,淹没面积达到127.52 km2。     

灌河口水域水文泥沙与环境生态研究

灌河口自然条件的复杂性及大型整治工程的实施导致该河口海洋水文与海洋环境生态要素发生了一定的时空变化,相关研究时间跨度亦比较大。对1980年以来灌河及其邻近海域的工程环境海洋学和环境生态学领域的研究成果进行了较为系统的整理归纳,并结合2007年的实测水文资料对研究区域内的一些问题进行了探讨。结果表明,在潮差沿程变化、潮流流速的大小潮变化、河口锋面、整治工程导致的泥沙输移、污染物入海量及口外水环境容量、环境生态动力学、沉积物重金属含量和浮游生物的时空变化及其与口外大型整治工程的关系等多个领域尚需进一步研究。