漳州港码头岸线规划潮流及泥沙问题研究

本文在实测资料的基础上，全面分析了漳州港海域的波浪要素，潮流动力，泥沙运移特性和水深演变等，计算了漳州港码头工程前后潮流分布场，并在此基础上预报了漳州港起步工程的３．５万吨级码头泊位、港池、航道的泥沙冲淤幅度。结果表明，漳州港海域的水深维护主要与上游纳潮面积大小有关，海域潮差大，潮流强，水深大，波浪小，海域泥沙主要来源于上游的九龙江，年输沙量为２７７万ｔ，海域年平均含沙量也不大，港池航道水深可由水流动力来维持、泊位和淤积很小，这些情况表明，漳州港屿仔尾海区建港的自然条件是优越的。     

应用遥感技术分析钦州湾悬沙的动态特征

依据美国陆地卫星（Landsat）所接收的MSS、TM资料，得到钦州湾海区表层悬沙分布的解译图，分析钦州湾及湾外海区水流流场特征，悬沙的分布及输移扩散特征，并就潮流、径流等水动力对湾内悬沙运动、滩槽冲淤的作用和影响进行了讨论。     

渤海湾南堡海域潮流动力地貌特征

渤海湾南堡海域的潮流动力地貌特征较为复杂.近几年随着冀东南堡油田的开发,在南堡近岸海域兴建了3个较大的人工岛,研究该海域的潮流动力地貌特征将会对该海区的人工岛建设等工程具有重要意义.利用实测的该海区的潮位、海流、侧扫声纳、底质取样等资料,对南堡油田3个人工岛所处海域的潮流地貌特征进行了研究和分析,推测测区内沙坝的运移特...     

葫芦岛港柳条沟港区规划潮流泥沙数模研究

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型，在对模型进行充分验证的基础上，对葫芦岛海域的潮流、泥沙场的进行了数值模拟，对该海区的潮流扬、泥沙场特征进行了分析；对萌芦岛港柳条沟港区规划方案进行了潮流、泥沙场模拟研究。详细分析了工程前后港池和航道的流扬变化，计算了航道的横流，预报了规划港区港池和航道的泥沙年淤积量，为港区的规划设计提供了科学依据。     

福建海区的潮汐和潮流

本文根据实测资料和潮汐学基本理论,分析了福建海区潮波结构和特征、潮汐和潮流主要特征值的分布规律。结果表明,泉州湾以北海区潮汐很强,为半日潮;港湾区因受地形影响潮流很强,性质为半日潮;外海区潮流很弱,性质多为混合潮。福建南部海区潮汐很弱,性质多数是混合潮;潮流很强,性质为半日潮。     

岱山—洋山跨海通道水沙环境影响数值模拟研究

杭州湾是世界闻名的强潮河口,具有不规则的岸线边界、独特的地形地貌特征和复杂的水动力泥沙环境。岱山—洋山跨海通道位于杭州湾湾口水域,将岱山与洋山近35 km连通,实现了上海—洋山—岱山—舟山—宁波跨海通道的全线贯通,其建设具有非常重要的意义。基于考虑波浪作用的潮流泥沙数值模型,讨论了岱山—洋山跨海通道几种工况对杭州湾大范围海域水沙环境的影响。研究结果表明：跨海通道实施后潮位变化在大桥轴线附近较为敏感,远离则基本没有影响,高低潮位变化幅度大多在2 cm以内。杭州湾涨落潮量减小小于0.6%。水流流态和水下地形仅在大桥附近水域存在明显变化。从对杭州湾水沙环境影响角度考虑,岱山—洋山跨海通道几种工况均可行,建议关注桥墩和人工岛附近的局部冲刷问题。     

马迹山港三期工程对附近海域泥沙淤积的影响

应用海洋数值模式（FVCOM）建立马迹山港三期工程海域三维潮流模型,模拟港口建设前后的潮流场,研究工程后周边海域潮流场的变化。同时结合台风“灿鸿”的风场资料,在水动力的基础上添加台风气压场和风场,建立风暴潮数值模型,分析在极端天气下三期工程的建设对周边海域流场的影响。最后结合模型计算结果,根据现场调查资料以及历史试验成果进行工程周边海域泥沙回淤以及风暴潮骤淤的计算分析。结果表明：工程后流场的变化主要集中在工程区和附近海域,变化幅度约在0.3m/s~0.4m/s之间,对工程区以外大范围海域影响较小。工程后码头水流条件得到较好的改善,水流与码头走向趋于平行。工程周边海域泥沙回淤量较小,不会对船舶航行安全造成影响,另据骤淤计算结果分析,马迹山港周边海域在台风期间的短期淤强较小,两天的淤积量不超过5cm,不具备骤淤的可能性。     

大连湾入口北部海区的潮流特征

根据实测资料，分析了受地形和水道影响下大连湾入口北部海区的潮流现象，并采用准调和分析方法，得出了该海区潮流的基本特征，潮流以M2分潮流为主要优势分潮，潮流运动形式为往复流；属于不规则半日潮流性质；接近规则半日潮流。     

舟山绿色石化三维潮流特性数值研究

本文基于MIKE3平台建立宁波、舟山及其附近海域三维水动力模型,通过与实测数据进行潮流验证的基础上,对比了三维模型与二维模型的区别,并主要对舟山绿色石化三期围垦工程实施前后周边潮流场的变化影响进行了预测分析。结果表明:（1）同样的初始条件下,二维模型和三维模型的潮位和潮流验证结果都是良好的,而在某些情况下二维数值结果更接近于实测值;（2）三维垂向上的流速分布呈现出随水深增加而减小的趋势,总体上潮流拟合效果较好,其中0.6H水深以下的流速相对误差结果在10%～15%之间,考虑模型可能受未考虑风场和波浪影响的缘故,局部测站表层计算流速较实测值稍大;而垂向上的流向分布近乎一致;（3）围垦工程前后并未对工程周边潮流场有明显影响,仅在大鱼山岛东北侧、东南侧和西北角受“截弯取直”和小岛屿间水道围堵的影响,有局部潮流形态的改变。整体上看,以顺应岸线方向上的围垦工程布置方案会对局部近岸潮流产生影响,对外海大范围潮流场的影响几乎不计。     

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。     

Tidal Reduction Method Based on Temporal Tidal Time-Difference Variations

Abstract

Technical developments in the positioning and depth detection fields have allowed for vast improvements in sounding results, but the effects of tidal reduction (TR) yet merit improvement; today, TR is the main factor that limits bathymetry precision. It is crucial to determine tidal time difference (TTD) between tidal gauges to conduct effective TTD-based TR. The influence of temporal TTD variations is usually ignored, and the temporal observation window to determine TTD is generally freely selected. In this study, temporal TTD variations were analyzed under the tidal constituent merging theory. Daily and hourly TTDs were compared and utilized to reduce the TR error during time difference method operation. At-sea experiments were conducted to contrast the effects of daily versus hourly TTDs on TR; the results indicate that hourly TTD is more precise and thus better suited to TR.     

潮汐调和分析方法的探讨

为实现对不等时距潮汐资料的分析, 基于Matlab 内部函数功能, 提出了一种调和分析方法。基于这种方法, 分别对大连、北海两个站位1985 年的全年等时间间距取样的资料和非等时间间距取样的资料进行了调和分析, 结果显示, 由等时间距资料和非等时间距资料计算的调和常数基本吻合。对大连、北海两个站位的全年资料进行多个不同时间间距取样分析, 发现当分潮频率大于取样频率的二分之一时, 分潮发生频率混淆。若分潮周期明显大于样品长度, 该分潮的分析结果产生很大误差。最后得出结论为: 此调和分析方法, 适合对非等时间间距、非连续潮汐潮流资料进行调和分析, 并且能够获得与传统方法精度相当的结果。     

潮汐调和分析方法的探讨

为实现对不等时距潮汐资料的分析,基于Matlab内部函数功能,提出了一种调和分析方法。基于这种方法,分别对大连、北海两个站位1985年的全年等时间间距取样的资料和非等时间间距取样的资料进行了调和分析,结果显示,由等时间距资料和非等时间距资料计算的调和常数基本吻合。对大连、北海两个站位的全年资料进行多个不同时间间距取样分...     

潮流能量的提取及对其流速的影响

本文在经过验证的Quoddy Region海域三维潮流数值模型的基础上,植入了提取潮流能的数值计算模块。确定了Western Passage在3种涡轮机布设方式下能够提取的能量以及提取能量的效率,其中采取3排涡轮机交叉布设的方式时,1个大小潮时间内提取的能量最高,可达1 148.1MWh,提取效率为4.57%,远高于另外2种方式。在单排涡轮机布设的实验中(实验一),通过改变速度衰减系数,得到了可提取能量随速度衰减系数的变化曲线,该曲线与前人在理论分析时得到的曲线类似。同时本文还分析了提取潮流能给周围流场带来的影响。     

Numerical Tidal Current Modeling Using Fine Boundary Fitted Grids for Tidal Flats

Fine grids with small spacing in boundary-fitted coordinates are normally used to treat thecomputation of fluid dynamics for estuarine areas and tidal flats.However,the adoption of Cartesian com-ponents of velocity vectors in this kind of non-orthogonal coordinates will definitely result in a diffculty insolving implicitly the transformed momentum equations,and also complicate the wet-dry point judgementused for flood areas.To solve this problem,equations in terms of generalized contravariant velocityvectors in curvilinear coordinates are derived in the present study,by virtue of which,anAlternative-Direction-Implicit numerical scheme in non-orthogonal grids would then be easily obtained,and wet-dry point judgement would as well be largely simplified.A comparison is made between the explic-it scheme and implicit scheme,showing that the present model is accurate and numerically stable for com-putations of fluid dynamics for estuarine areas and tidal flats.     

基于余水位精化潮高模型的水位生成研究

研究了基于余水位精化潮高模型的水位生成方法。所提方法首先构建网格潮汐场模型，其次采用余水位提高内插模型精度。通过网格搜索策略实现了水深点所属网格的快速定位及水位生成，探索了该模型在水位改正及预报中的应用。实验表明：所提方法既可应用于水位改正又可用于水位预报，且较现有方法在精度上有所提高。     

Tidal sands as biogeochemical reactors

Sandy sediments of continental shelves and most beaches are often thought of as geochemical deserts because they are usually poor in organic matter and other reactive substances. The present study focuses on analyses of dissolved biogenic compounds of surface seawater and pore waters of Aquitanian coastal beach sediments. To quantitatively assess the biogeochemical reactions, we collected pore waters at low tide on tidal cross-shore transects unaffected by freshwater inputs. We recorded temperature, salinity, oxygen saturation state, and nutrient concentrations. These parameters were compared to the values recorded in the seawater entering the interstitial environment during floods. Cross-shore topography and position of piezometric level at low tide were obtained from kinematics GPS records. Residence time of pore waters was estimated by a tracer approach, using dissolved silica concentration and kinetics estimate of quartz dissolution with seawater. Kinetics parameters were based on dissolved silica concentration monitoring during 20-day incubations of sediment with seawater. We found that seawater that entered the sediment during flood tides remained up to seven tidal cycles within the interstitial environment. Oxygen saturation of seawater was close to 100%, whereas it was as low as 80% in pore waters. Concentrations of dissolved nutrients were higher in pore waters than in seawater. These results suggest that aerobic respiration occurred in the sands. We propose that mineralised organic matter originated from planktonic material that infiltrated the sediment with water during flood tides. Therefore, the sandy tidal sediment of the Aquitanian coast is a biogeochemical reactor that promotes or accelerates remineralisation of coastal pelagic primary production. Mass balance calculations suggest that this single process supplies about 37 kmol of nitrate and 1.9 kmol of dissolved inorganic phosphorus (DIP) to the 250-km long Aquitanian coast during each semi-diurnal tidal cycle. It represents about 1.5% of nitrate and 5% of DIP supplied by the nearest estuary.     

蓬莱两大潮波接续处的潮汐潮流特性分析

通过对蓬莱沿岸海域多站位潮汐潮流实际观测,研究分析了其东、西两侧潮汐潮流特性。其中,受不同潮波系统控制下的半日分潮影响,蓬莱东、西两侧潮汐有较大差异,而全日分潮虽处同一潮波系统下,但量值较小、作用影响不大;东、西两侧潮流差异相对潮汐较小,半日潮流和全日潮流的变化特性与潮汐对应分潮的变化均不相同。