钱塘江口涌潮的二维数值模拟

应用二维有限体积法、Osher格式及间断拟合法,计算了钱塘江河口涌潮产生、发展到消亡的全过程。该算法能保证水量和动量守恒,且能适应水深巨大变化和动边界。根据钱塘江涌潮的特点,可将其合理概化为一线潮。在网格尺寸较大情况下,计算的一线潮仍保持高分辨率,能准确满足水力学间断条件,且计算量小,可以在微机上实现。在对某实测半日小潮进行率定后,对随后的大潮进行了验证计算,涌潮的主要特征(如涌潮高度、移速、水位和流场等)与实测资料符合良好,证实了模型的合理性和模拟能力。     

钱塘江河口涌潮河段滩槽演替与沉积层序

通过分析时间序列的卫片资料、4 m高的露头剖面的沉积学和元素地球化学特征, 研究钱塘江涌潮河段的滩槽冲淤变化规律、涌潮沉积特征和沉积层序.涌潮河段河道宽浅, 受径流与潮流相互作用强烈, 冲淤频繁且剧烈, 滩槽演替存在约20 a的周期, 与流域年代际洪、枯期转变有关.在滩槽叠置的垂向层序中, 底部为河槽、低潮滩相的厚层块状砂质沉积, 发育各种变形沉积构造, 为典型的涌潮沉积; 顶部为高潮滩相的潮汐韵律沉积, 发育典型的潮汐成因的双黏土层、大小潮周期; 二者之间的中潮滩相呈渐变过渡.C-M图和概率累计曲线可较好地区分涌潮沉积与潮成砂、泥质沉积.涌潮沉积层Si/Al、Zr/Al、Ti/Al等元素比值较高, 而潮汐韵律层Fe/Al、Mn/Al等元素比值较高, 这与它们的赋存方式和水动力分异有关.Si、Zr和Ti主要见于石英和重矿物中, 因此在强水动力沉积层中富集; 而Fe、Mn易被黏土矿物吸附, 在水动力较弱的中高潮滩富集.      

四川省雅江县上游河段滑坡灾害危险性评价

雅江县位于四川省西部雅砻江中游河段,以中山-高山峡谷地貌为主,地质灾害频发.为保障人民生命财产安全,基于逻辑回归与确定性系数叠加分析,进行雅江县上游河段滑坡灾害危险性评价.结果表明：1）雅江县上游河段滑坡极易发生在海拔2 500~3 000 m、拔河高度600~900 m、坡度30~45°、距离河流水系0~200 m范围较硬岩夹较软岩类地带;2）雅江县上游河段高危险区、极高危险区面积占总面积的46.75%,发生滑坡占滑坡总数的65.91%,说明该区域内滑坡分布密集,危害程度相对较高,与野外实际调查结果相符;3）雅江县上游河段呷拉镇一带多属极高危险区、高危险区,瓦多乡一带多属中等危险区,木绒乡、普巴绒乡一带多属低危险区、极低危险区;4）通过查验点及ROC曲线对评价结果验证,该评价结果有较高的准确性,能够作为研究区防灾减灾与河谷开发利用的合理方案依据.     

淮河入江水道归江控制河段行洪能力分析

淮河入江水道是淮河流域的主要行洪通道,承泄上中游70%以上的洪水入江。以淮河入江水道归江控制主要口门万福闸、太平闸、金湾闸近60年期间的实测资料,通过水位、流量、流速等要素分析淮河入江水道归江控制河段行洪能力的变化,以丰水年年最大流量和相应最高水位的关系曲线推求设计水位下的流量,并与设计流量进行比较。结果表明:(1)淮河入江水道归江控制河段行洪能力多年来无显著变化;(2)万福闸的实际行洪能力达到设计标准以上,太平闸、金湾闸基本达到设计要求。     

地下水与地表水水量交换识别及交换量计算——以新汴河宿州段为例

为提高地下水与地表水交换量计算结果的准确性,本文利用水力联系、水头差、水温、氡-222、氢氧稳定同位素构建综合识别方法（HHTRO）,对新汴河宿州段地下水与地表水水量交换进行识别,并计算交换量。计算结果表明:研究河段单位河长地表水补给地下水的水量变化范围为8.69~366.82 m3/（d·m）,地下水补给地表水的水量变化范围为0.72~120.90 m3/（d·m）;研究河段左岸为地下水补给地表水,单位河长净补给量为45.26 m3/（d·m）;河段右岸为地表水补给地下水,单位河长净补给量为214.33 m3/（d·m）;研究河段地下水与地表水水量交换以地表水补给地下水为主,地表水补给地下水的比例为55.14%。本研究可推动地下水与地表水交换量计算方法的发展,为流域或区域水资源评价提供必要的理论方法。     

近年长江口北支涌潮变化及其成因分析

长江口北支的围垦使北支上、中段形成了河宽沿程变率较小的弯曲河槽,沿北支北岸的深槽水深条件得到改善,减弱了涌潮发生的条件,导致青龙港涌潮自2003年以来大为减弱。通过引进局部地形指数,建立了局部地形指数与青龙港平均涨率之间的良好相关关系。研究表明,青龙港平均涨率的年际变化与人类活动(围垦)在北支的进程以及青龙港附近的局部地形变化相应,并认为对于复式断面,采用全断面水力指标并不能很好地反映局部地形对涌潮的影响。由于长江口北支涌潮的近年变化将对长江南、北支分流点水域的河床演变产生重大影响,因此本研究对北支的航道整治和岸线开发利用具有现实意义。     

钱塘江尖山河段北岸治江工程对环境影响分析

采用实测资料分析、数模计算和比尺模型试验等手段,研究比较尖山河段顺直和弯曲两种河势对钱塘江河口上游河床冲淤、潮汐、潮流、涌潮、盐水入侵等重要环境因子的差异.从钱塘江河口治理“减少进潮量、增大山潮水比值”的原则及多目标综合开发治理的目标和消除治理过程中已出现的不利因素考虑,应该采取弯曲河势更为有利.     

基于水动力学下河流水质状态检测与补水方案模拟研究

针对浙北区域河段水质改善问题,设计开展水动力学补水工程模拟及水质分析,获得河段水质现状中PH值春、秋季较高,呈碱性污染,上游水质PH值显著高于下游河段内;河段内COD含量变化在上、下游更受显著影响;各取样点氨氮含量变化范围均未超过2 mg质改善效果均较好,但以总补水量为5. 2万m3质分析检测及水质改善模拟提供一定参考。     

钱塘江河口一维盐度动床预报模型及应用

钱塘江河口为强涌潮、高含沙量、河床冲淤剧烈的河口,其盐度输移时空变化受河床冲淤的反馈影响十分显著。建立了考虑河床冲淤变化的一维盐度动床数学模型,耦合求解水沙运动、河床冲淤及盐度输移过程,数值计算方法采用守恒性较好的有限体积法。验证结果表明:河床冲淤对氯度的影响非常显著,动床模型的结果与实测基本吻合,在长历时盐度预报中采用动床模型是必要的。应用该模型分析了钱塘江河口咸水入侵对上游建库、治江缩窄工程等人类活动的响应,探讨了杭州城市供水水源保证率。结果表明,新安江水库、河口治理缩窄工程对改善河口淡水资源利用、保障杭州市供水安全显著;供水保证率要达95%以上,需采取上游水库泄水调度和新建备用水库等措施。     

黑河中上游段河道渗漏量计算方法的试验研究

通过河道断面法对黑河中上游河段河道渗漏量进行了比测试验,结果表明:河床岩性组成、河流平面几何形态变化以及人类活动对输水方式的改变等对河道渗漏量影响显著.黑河实施全流域调水前后河道渗漏量发生显著的跳跃性变化,莺落峡至312桥区间河道渗漏量调水前为1.2543×108 m3,调水后为4.3747×108 m3,调水后较调水前河道渗漏量增加3.1203×108 m3;河道流量越小其相应损失率愈大,河道流量越大,其相应损失率愈小,由此得出各河段不同流量单位河长的损失率服从倒数函数分布.研究结果是在黑河中上游实体河道上进行上下断面流量比测试验的基础上得出的,符合该河段的实际情况,可作为黑河中游地表水、地下水转化分析、地下水流系统模拟、流域水资源重复利用、水量调度计算各种模拟模型验证河道渗漏量的基础资料.     

钱塘江河口过江隧道河段极端洪水冲刷深度的预测

钱塘江河口为强冲积性河口,在洪潮水流共同作用下河床冲淤剧烈,极端洪水条件下河床的冲刷深度是过江隧道工程的关键问题之一。基于河床演变分析、动床数值模拟和动床物理模型等研究手段,建立了钱塘江河口过江隧道河段洪水冲刷深度的预测模型,分别经钱塘江河口的典型实测地形、水流泥沙及河床冲淤等实测资料进行验证。在此基础上预测了某过江隧道河段在极端洪水作用下河床最大冲刷深度,三种研究方法所得的结果定性定量基本合理,且与后来地质详勘的沉积分析成果基本一致,进一步表明了预测模型的可靠性,预测的最大冲刷深度可为过江隧道的合理埋设提供科学依据。     

钱塘江河口水流-河床相互作用及对盐水入侵的影响

通过长系列实测水文、地形资料分析,钱塘江河口上段河床具有大冲大淤和洪冲潮淤的演变特性,影响河口上段的潮汐强弱,进而影响盐水入侵。若年内丰水期径流量大,则河床出现“大冲”,河床容积增大,潮汐增强,导致秋季强潮期盐水入侵加剧;反之,若年内丰水期径流量小,河床容积较小,导致秋季强潮期盐水入侵减弱。结果表明,钱塘江径流对盐水入侵存在直接和间接影响:直接影响是盐水入侵与径流量成反比;间接影响是通过径流冲刷河床,引起潮汐增大,间接导致盐水入侵加剧,这是钱塘江河口大冲大淤以及对潮汐巨大反作用的特性造成的。     

曹娥江出口江道的演变与整治

揭示了曹娥江出口江道演变的影响因子:既有自然的,也有人为的,主要包括地转偏向力、径流量、来沙量和人类活动等.认为曹娥江出口江道的频繁摆动在很大程度上受制于钱塘江主槽的变迁和南股槽的变化.从兼顾防洪排涝和两岸围涂造地考虑,曹娥江出口江道以出东北方案为佳.提出了"因势利导,围涂治江"的整治原则.堵截南股槽可以稳定钱塘江主槽走向,进而稳定曹娥江出东北的走向,同时也可增加围涂面积.     

Current Status and Advance of Tidal-Bore Deposit Study

Tidal bore is hydraulic jump during the process of tide flooding with the tide wave moving upstream. They are widely distributed in the estuary zone with high tidal range and funnel-shaped planeform. Tidal bore deposit study is important for further understanding about paleogeomorphology, paleoenvironment, paleoclimate of areas near the estuaries, and sandbody formed by tidal bore deposit could be potential oil and gas reservoir. Researches about tidal bore have been always concentrated on hydraulic characteristics of tidal bore and its influences on estuary environment and engineering, while the study on tidal bore deposit is rarely reported. One of the most important causes is the complex hydrodynamic conditions in the estuary zone. Deposits characteristics is complicated in this zone due to comprehensive effects of river flow, waves and tides. It is hard to affirm the preservation probability of tidal bore deposits, especially in the ancient rock record. In view of this, current status and forecast about tidal-bore deposit study were expounded in this study based on comprehensive summary and discussion about typical tidal bore deposit data and reports. Criteria for recognition of tidal-bore deposits were described in detail on the aspects of sedimentary structures, grain size distribution, and facies model. One of the most critical diagnostic marks of tidal bore was a special undulating erosion surface with a series of irregular and stepped excavations on it. This surface was formed by cyclic pressure loading induced by the passage of a tidal bore. In addition, the cross-bedding inclined upstream, soft sediment deformation structures and massive sandstone on the erosion surface were also important marks of a tidal bore deposit. Problems existing in current research were discussed and some suggestions were proposed. Various methods and technology should be used to perfect tidal bore facies model, and research on diagenesis and reservoir features of sandbody formed by tidal bore should be strengthened in the future. Sandbody formed by tidal bore of different types (breaking tidal bore and undular tidal bore) should be distinguished to deepen the understanding of their various hydrodynamic conditions and reservoir scale. Tidal bore is significant geological process in estuary zone, and deposits formed by it makes great influence on the geomorphology of this area, which should be paid more attention.     

人类活动对河口咸水入侵的影响

采用新安江水库建库前后及钱塘江河口治江缩窄前后的实测氯度资料分析了大型调节水库增加了枯水径流,治江缩窄改变了潮汐特性和进潮量这两类人类活动对咸水入侵的影响,又采用一维咸水入侵数学模型进行了上述影响的验证和计算分析,结论基本一致.     

Impact of human activity on the estuary of the Qiantang River and the reclamation of tidal flats and river regulation

The swing of the main channel of the Qiantang River is controlled by the high-water and low-water changes in the river, as well as the impact of large-scale reclamation of tidal flats. Its evolution in modern times is the result of the combined functions of natural and man-made factors. This paper analyzes the cause of the formation of the South Channel and Xisan Tidal Furrow and proposes the regulation principle of “To regulate the river and reclaim tidal flats by taking the advantage of local topography”. It is suggested to cut off the South Channel and Xisan Tidal Furrow completely to restrict the swing of the main channel and to increase the reclamation area of the tidal flat at the same time.     

伴随数据同化法反演涌潮河口开边界

构造了非线性守恒型浅水方程的伴随方程,并给出无结构三角网格的开边界校正表达式,利用Godunov格式和Riemann间断解Roe通量格式的设计思想,建立了无结构三角网格有限体积法的伴随开边界反演模型。进行了概化涌潮河口和钱塘江涌潮河口M2分潮开边界反演的数值实验,经过同化得到开边界上振幅的平均误差分别为0.000 6 m和0.053 3 m,证实了本文构造有限体积伴随模型的可行性,也表明本模型能够适应间断解问题。     

钱塘江河口段盐水入侵的时空变化及预测模型

杭州城市供水85%取自钱塘江河口段,取水水质在枯水大潮期都不同程度地受到盐水入侵的威胁,分析钱塘江河口盐水入侵时空变化及研制二维数值预测模型对保障城市供水安全十分必要。根据钱塘江河口段实测水文氯度资料,分析了强潮作用下盐水入侵的时空变化特征;据此构建考虑斜压作用的二维水流、盐度输移的耦合数学模型,计算格式采用守恒性较好的有限体积法;在模型验证的基础上,数值分析了径流和潮汐对钱塘江河口段盐水入侵的影响,结果表明河口段的盐水入侵明显地受径流和潮汐的影响,据此可通过增大上游新安江水库的下泄流量抑制盐水入侵上溯以减小取水口氯度及超标时间,确保用水安全。