海洋动床物理模型试验布置模型沙的相似条件

动床模型试验布置模型沙是模拟泥沙运动试验中的关键。模型布置模型沙之前,依据相似理论,按照一定的几何比尺选择适当的模型沙,这对于确保试验的可靠性、稳定性和提高试验精度尤为重要。本文以一港口物理模型试验为实例说明模型沙选择和布置模型沙对模拟泥沙运动的重要性。     

波浪水流共同作用下人工岛周围局部冲刷的研究

本文采用系列模型延伸法研究粉砂质海床上的人工岛在波浪和水流共同作用下的局部冲刷问题，对两个不同比尺的模型岛进行动床实验，测得模型岛周围底砂的冲刷深度及冲刷范围，将这两个比尺模型的实验结果经延伸而获得原体人工岛周围可能发生的最大冲刷深度，同时，在理论上探讨了模型与原体之间最大冲刷深度的比尺关系，研究中对三种不同方向组合的波流作用下人工岛周围的局部冲刷进行了实验，结果表明，以波流同向时的冲刷最为严重。     

波浪水流共同作用下人工岛周围局部冲刷的研究

本文采用系列模型延伸法研究粉砂质海床上的人工岛在波浪和水流共同作用下的局部冲刷问题。对两个不同比尺的模型岛进行动床实验，测得模型岛周围底砂的冲刷深度及冲刷范围，将这两个比尺模型的实验结果经延伸而获得原体人工岛周围可能发生的最大冲刷深度。同时，在理论上探讨了模型与原体之间最大冲刷深度的比尺关系。研究中对三种不同方向组合的波流作用下人工岛周围的局部冲刷进行了实验，结果表明，以波流同向时的冲刷最为严重。     

直立式防波堤前的冲刷

采用动床缩比尺模型，预测垂直结构物前由于波浪引起民的海底冲刷演变的一些问题。了解水动力条件与沉积过程的相互关系，主要目的是模拟冲刷的演变。在进行缩比尺研究之前，首先详细讨论了沉积过程，最终给出了沙质海底冲刷过程的结论和建议。     

波浪物理模型试验中风速比尺确定方法初探

在波浪模型试验中研究风对构筑物的作用时,会涉及到风速比尺的确定问题。风对构筑物的作用力包括惯性力和粘滞力,这2种力的大小与建筑物的形态有关,对有的构筑物的作用力以惯性力为主,有的则以粘滞力为主。所以,在波浪物理模型试验中不能简单地采用重力相似准则也不能采用粘滞力相似准则来确定风速比尺。根据大量的试验研究结果,提出了采用不同模型比尺的船舶模型试验来确定风速比尺的方法,为波浪模型试验中风场模拟和数据处理提供了依据。     

黄河三角洲洪、枯季泥沙冲淤的数值模拟

本文针对黄河三角洲海岸潮间带广阔、黄河入海水沙变化剧烈、近岸及河口区水动力条件复杂的特点 ,建立了 1个潮流作用下的平面二维动边界全沙数学模型。动边界的处理采用窄缝法 ,并利用此模型对黄河三角洲洪、枯季时悬沙分布以及底床的冲淤进行了数值模拟 ,进而据此探讨了黄河三角洲洪、枯季的冲淤变化规律。     

象山县西沪港海洋生态环境修复工程物理模型试验研究

在分析现场实测资料和进行大米草阻力模拟水槽试验的基础上,建立了象山港海域整体潮流泥沙物理模型,取得了模型潮汐水流及泥沙运动与原体的较好相似,分别通过潮汐水流定床和悬沙淤积动床模型试验,对象山县西沪港海洋生态环境修复工程实施前后工程区附近潮汐运动特征、潮流场结构变化和海床淤积情况进行了研究,并分析了工程对军港等重要设施的影响,为项目立项报批及决策提供科学依据,对今后我国大米草综合治理以及类似的海洋生态环境修复工程具有重要的指导意义。     

波-流作用下悬沙体积比垂向分布研究

在悬沙体积比垂向分布的研究中往往只研究悬沙体积比时均浓度分布，忽略悬沙体积比随时间的变化。而Wikramanayake悬沙模型采用时不变的紊动黏滞系数，利用奇异摄动理论中的多重尺度法分离波流作用下悬沙运动的对流扩散方程，将悬沙体积比按照时均值和周期分量进行了分析。作者在Wikramanayake悬沙模型中的周期浓度的基础上考虑了对流项的影响，从而使描述瞬时悬沙体积比的数学模型更加合理。     

日照帆船港工程泥沙运移物模试验研究

通过动床波浪输沙模型试验,研究了日照帆船港3种设计方案的泥沙运移情况.通过分析试验结果,预报了常浪和大浪作用下工程区的冲淤分布.结果表明,日照帆船港工程的建设不会对邻近海岸产生大的影响,航道和港池均不会出现大的淤积.但是,为防止堤脚冲刷,应在挡沙坝堤脚处设置护脚结构.     

波浪作用下沙床中的孔隙水压力响应模型实验研究

本文介绍了在波浪水槽中进行的波浪作用下沙床中的孔隙水压力量测实验，并给出和分析了部分实验数据，实验中的波浪采用和规则波和不规则波。沙床采用了均质沙床和分层沙床，同时对沙床上有直立墙的模型也进行了实验。     

A 2D Mathematical Model for Sediment Transport by Waves and Tidal Currents

In this study, the combined actions of waves and tidal currents in estuarine and coastal areas are considered and a 2D mathematical model for sediment transport by waves and tidal currents has been established in orthogonal curvilinear coordinates. Non-equilibrium transport equations of suspended load and bed load are used in the model. The concept of background concentration is introduced, and the formula of sediment transport capacity of tidal currents for the Oujiang River estuary is obtained. The Dou Guoren formula is employed for the sediment transport capacity of waves. Sediment transport capacity in the form of mud and the intensity of back silting are calculated by use of Luo Zaosen＇ s formula. The calculated tidal stages are in good agreement with the field data, and the calculated velocities and flow directions of 46 vertical lines for 8 cross sections are also in good agreement with the measured data. On such a basis, simulations of back silting after excavation of the waterway with a sand bar under complicated boundary conditions in the navigation channel induced by suspended load, bed load and mud by waves and tidal currents are discussed.     

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。     

感潮河段整治工程对河床冲淤影响预测

闽江竹岐至侯官河段属山溪性感潮河段 ,水文条件变化快变幅大 ,河床边界复杂 ,整治建筑物多。通过选择有关参数 ,处理工程边界以及进口边界条件 ,用二维河道全沙数学模型计算所得的河床变形趋势与实测情况基本一致。在此基础上 ,对竹岐至侯官河段工程后的河床冲淤变化以及整治工程效果进行了预测分析     

Simulation of the Fate of Faecal Bacteria in Estuarine and Coastal Waters Based on A Fractionated Sediment Transport Model

A two-dimensional depth-integrated numerical model is refined in this paper to simulate the hydrodynamics, graded sediment transport process and the fate of faecal bacteria in estuarine and coastal waters. The sediment mixture is divided into several fractions according to the grain size. A bed evolution model is adopted to simulate the processes of the bed elevation change and sediment grain size sorting. The faecal bacteria transport equation includes enhanced source and sink terms to represent bacterial kinetic transformation and disappearance or reappearance due to sediment deposition or re-suspension. A novel partition ratio and dynamic decay rates of faecal bacteria are adopted in the numerical model. The model has been applied to the turbid water environment in the Bristol Channel and Severn estuary, UK. The predictions by the present model are compared with field data and those by non-fractionated model.     

河口海岸泥沙输移的分组数学模型研究

根据河口海岸水沙输移的特点,建立了一个新的二维分组数学模型,用来预测该区域的水沙输移过程。该模型耦合了水动力模块、泥沙输移模块和床面演变模块。其中水动力模块基于浅水方程组,综合考虑了柯氏力、床面切应力以及表面风应力的影响,引入干湿判断法处理动边界。泥沙输移模块首先将泥沙按照粒径分组,针对不同泥砂性质,对各组泥沙分别进行建模求解。床面演变模块基于质量守恒方程,实时更新床面高程以及床沙级配变化,并传递给水动力模块,更新底部边界。该模型被应用在了英国塞汶(Severn)河口,其预测的泥沙浓度和实测数据以及不分组的模型的预测结果进行了比较,结果显示,文中建立的分组模型预测的结果要明显好于不分组模型。     

对虾高位池精养和生态养殖模式下沉积物中碳、氮元素变化及对底栖细菌的影响

本文采用原位生态学研究方法分析两种较为典型的对虾养殖模式—高位池精养模式和生态养殖模式沉积物中碳、氮元素的变化和其对底栖细菌的影响.结果表明:(1)在两种养殖模式下沉积物中碳元素含量都是呈上升趋势,高位池精养模式中C∶N值呈下降趋势,而生态养殖模式中C∶N值则呈上升趋势.(2)底栖细菌的呼吸量及其生物量变化呈显著正相关.单位生物量的底栖细菌代谢力变化和沉积物中C∶N值有关.在高位池精养模式中,沉积物C∶N值较高(＞16.59),单位生物量底栖细菌代谢力保持恒定;在生态养殖模式中,沉积物C∶N值较低(＜15.58),单位生物量底栖细菌代谢力随C∶N值的上升而增加.     

填海工程建设前后丹东港海域泥沙冲淤变化特征与成因分析

利用近年来水深地形数据和2010年全潮水文观测资料分析了丹东港海域在填海工程建设前后的冲淤变化特征,并阐述了冲淤变化的成因,以对该类型海域海洋工程的选址和海洋环境保护等提供科学依据。研究结果表明,研究区海底在工程建设前除靠近大东作业区的岬角处冲刷较大外,其他海域整体冲淤厚度小于0.2 m/a。工程建设后海底冲淤格局发生重新分布,主要表现在工程南侧普遍冲刷和东侧航道内及西南侧海域的淤积。利用刘家驹公式计算了工程建设前后的航道回淤强度,计算结果表明:工程后A点年均淤积厚度减小了0.09 m,B、C点年均淤积厚度分别增加了0.02、0.19 m。Mike21数值模拟结果显示,工程建设改变了原来的流场,造成研究区冲刷悬浮的泥沙在潮流的作用下重新搬运与沉积,同时波浪场也因工程的影响下蚀海底的能力增强。     

连云港近岸海域沉积物运移趋势

基于连云港近岸海域夏冬季大面积多站表层沉积物样品的粒度分析结果,采用Gisedtrend粒径趋势分析方法,研究了沉积物的运移趋势,探讨了粒径趋势分析的影响因素,结果表明,连云港近岸海域沉积物运移趋势较显著,在海州湾海域沉积物运移趋势为西南向,表现为湾顶淤积;在港口南部海域沉积物运移趋势显示为汇聚区。特征距离、采样网格、周围环境和粒度组分影响粒径趋势的分析结果;综合考虑岸线、岛屿、人工边界等自然环境以及多源粒度组分能够提高粒径趋势分析结果的合理性。     

Probability of Sediment Incipient Motion Under Complex Flows

Presented in this paper is a mathematical model to calculate the probability of the sediment incipient motion,in which the effects of the fluctuating pressure and the seepage are considered.The instantaneous bed shear velocity and the pressure gradient on the bed downstream of the backward-facing step flow are obtained according to the PIV measurements.It is found that the instantaneous pressure gradient on the bed obeys normal distribution.The probability of the sediment incipient motion on the bed downstream of the backward-facing step flow is given by the mathematical model.The predicted results agree well with the experiment in the region downstream of the reattachment point while a large discrepancy between the theory and experiment is seen in the region near the reattachment point.The possible reasons for this discrepancy are discussed.