山溪性可冲性强潮河口曹娥江潮汐特征

曹娥江径流具有浙闽山溪性强潮河口的若干径流特征 ,径流年际、年内变幅较大 ,洪水暴涨暴落 ,洪枯比极大。曹娥江河口具有钱塘江河口基本特性外 ,还明显受到江道地形冲淤变化的影响 ,潮汐年际、年内变化较大 (即可冲性特点 )。而江道地形又与上游径流大小、曹娥江口门外主槽出口方向、钱塘江尖山河湾主槽走向和外海潮汐强弱等因素有关。治江围涂使曹娥江河口的高、低潮位抬高 ,涨潮历时缩短、落潮历时延长 ,潮波进一步变形。     

钱塘江河口潮波特性变化及原因剖析

为掌握钱塘江河口潮波特性的响应机制，采用小波分析法研究了该河口 6 个潮位长期观测站的年平均高、低潮位及年平均涨潮历时等时间序列的变化特征，结合该河口实施的治江缩窄工程及径流周期性变化，探讨了该河口潮波特性时空变 化的因果关系。结果表明：1953—2017 年，钱塘江河口呈现出高潮位显著抬升、涨潮历时缩短，低潮位在河口上段略有抬高、中段大幅抬升、下段变化不大的趋势；受治江缩窄工程进展、位置以及径流周期性变化等影响，各站潮波特性的变化在时间上存在差异；钱塘江河口的治江缩窄工程加剧了河口下段的潮波变形和潮波反射，增强了河口上、中段的河流特性，导致高潮位抬升、涨潮历时缩短，是造成潮波特性变化的主要原因；径流直接影响河口上、中段的潮位和潮流，此外，还通过流速变化改变河床地形而间接影响潮波特性。     

珠江磨刀门河口亚潮频率水位的控制论研究

本文应用现代控制论研究河口非潮汐海平面变化及其与影响要素的关系。两年连续的水位及水文气象要素资料表明,在0.01—0.50cpd的频带上水位有相当高能的波动,这些波动的能量主要直接或间接来自风应力、河流径流以及河口外的海平面波动。本文应用1982年时间序列辨识了五个二阶的MISO CAR模型,系统输出是河口亚潮频率海平面;系统输入是河流人注流量、风应力和气压。模型检验后对1983年亚潮频率海平面进行一步和多步后报,符合良好。系统仿真定量地估计了各控制因素对水位的相对重要性。频域和时域分析都表明河口水位系统具有振荡特性。     

强人类活动驱动下珠江磨刀门河口径潮动力的季节性异变特征

人类活动对河口环境影响巨大,揭示在强人类活动驱动下河口径潮动力非线性相互作用的异变特征,有利于了解人类活动影响河口动力地貌的机制,对河口区水利工程建设及环境保护等具有重要指导意义。基于1960—2016年珠江磨刀门河口沿程潮位站(甘竹、竹银、灯笼山、三灶)的逐月高、低潮位数据及马口水文站的月均流量数据,统计分析了磨刀门河口在强人类活动驱动下月均水位、潮波振幅及其空间梯度(即月均水位坡度和潮波振幅衰减率)的季节性异变特征。结果表明,1990年和2000年为磨刀门河口径潮动力的异变年份, 1990年前为自然演变阶段, 2000年后为恢复调整阶段,1990—2000年为过渡阶段;高强度采砂导致的河床下切使磨刀门河口月均水位及月均水位坡度显著减小,夏季减小幅度最为明显,沿程平均分别减小0.53m和8.93×10~(-6);月均水位坡度减小导致潮波衰减效应减弱,进而使沿程潮波振幅增大,多年平均增大0.071m;磨刀门河口径潮动力相互作用具有明显的季节性差异,夏季月均水位坡度随流量增大在上游抬升明显,冬季月均水位坡度在上游显著减小,但在下游略有抬升;随着流量的增大潮波振幅的衰减作用增强,但当流量超过阈值20000m~3/s时,月均水位坡度引起的底床摩擦增大效应不足以抵消横截面积辐散效应,潮波衰减效应略有减弱。     

《东海海洋》2001年总目次

海洋水文气象鸭绿江洪季的河口最大混浊带…………………………………………………………………金惜三 ,李　炎 1 ( 1 )…………………………………………………………………………山溪性可冲性强潮河口曹娥江高水位初步研究………………………………………………潘存鸿 ,蔡　军 1 ( 1 1 )…………………………………………………………………………1 998年夏季南海水团分析………………………………………………………………………刘增宏 ,李　磊 ,许建平 ,等 3 ( 1 )…………………………………………………………南海东北部冬季表面环流…     

珠江磨刀门河口水位与海平面、上游流量的联合分布关系异变研究

河口的水位变化是径潮动力相互作用的结果,但近30年来,强人类活动对河口环境的影响已远超环境自我修复能力,导致水位发生异变。为研究这种变化,本文选取人类活动影响剧烈的珠江磨刀门河口作为研究区域,采用Copula方法定量分析在同一上下边界(上游流量和口外海平面)下由强人类活动引起的水位异变。结果表明:1)强人类活动后,河道地形下切显著,外海海平面对沿程各站水位的线性影响增强,上游马口流量对水位的线性影响减弱。2)强人类活动后甘竹至灯笼山站同概率水位事件明显降低;三灶海平面呈上升趋势;马口流量分布特性变化不明显。3)水位与海平面、流量的联合依赖关系发生明显改变,低水位与海平面关系的敏感度增加,而高水位与海平面关系的敏感度下降。低水位与流量关系的敏感度基本不变,而高水位与珠江流量关系的敏感度明显下降。4)强人类活动后各站水位变化幅度变窄,在相同概率海平面及流量驱动下,强人类活动后各站水位均有明显下降,水位与海平面、流量遭遇概率为0.1—0.9时,其月均水位下降幅度达0.01—1.24m。低海平面和低流量联合驱动下各站水位的下降幅度明显小于高海平面和高流量联合驱动下月均水位的变幅,而且上游站位的水位下降幅度明显大于下游站位。本研究成果可为强人类活动的影响辨识及珠三角水资源的合理配置和可持续发展利用等提供技术支撑。     

珠江河口地形致动力结构研究——以崖门为例

局部地形对于河口动量和能量平衡有重要作用,影响了潮波性质和物质输运特性。选取珠江河口崖门这一典型的地貌单元,通过水尺和座底式支架的观测,对其特殊地形边界影响下的动力结构进行了探讨。结果表明:(1)过水面积的缩窄导致崖门口处形成局部高水位区,来流方向水位壅高,去流方向水位梯度增大;(2)忽略斜压作用的情况下,由水位梯度所产生的正压项是主要的动力项。沿河道方向的二维垂向平均动量平衡中,急流时刻主要是正压项和对流加速度项平衡,憩流时刻主要是正压项和局地加速度项平衡;(3)地形变化所产生的形态阻力比床面粗糙所产生的肤面阻力要大数倍到一个数量级。     

长江河口潮波传播机制及阈值效应分析

河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。     

水质扩散系数在伶仃洋水域水体交换中的影响分析

选取珠江河口伶仃洋水域为例,建立了贴体曲线坐标系下的二维珠江河口水流数学模型,并采用纯隐格式的混合有限分析法对数学模型进行了离散和求解。在对模型验证的基础上,针对珠江河口伶仃洋水域中的水质扩散系数选取问题进行了分析和探讨。研究表明,主潮汐通道水体的置换率基本不受扩散系数取值的影响,扩散系数的影响主要体现在远离伶仃洋主潮汐通道和示踪剂浓度分界线的水域,并初步推荐了该水域示踪剂扩散系数的取值范围。     

磨刀门河口近期水文动力变化及人类活动对其影响研究

分析磨刀门河口近几十年来水文动力的变化并重点研究围垦和挖沙这二类人类活动对水文动力变化的影响。磨刀门河口近期水文动力的变化主要表现在:水位升高,主干分流比加大,断面平均流速增大;潮汐动力20世纪607、0年代至90年代初明显减弱,潮差减小,主要分潮振幅变小;20世纪90年代初至21世纪初,潮汐动力增强,潮差增大,主要分潮振幅变大,涨潮量增大。围垦加速了水位的抬升,改变了河口的径流和涨潮量分流比,使河口的断面平均流速增大,减弱了河口的潮汐动力。挖沙使河口潮汐动力增强,降低了水位上升的速度。     

海平面上升对北部湾风暴潮增水影响研究——以 2012 年台风“山神”为例

全球变暖引发的海平面上升将加剧风暴潮增水,进而危及沿海经济发展与社会安全保障。本文基于模型耦合与模型嵌套技术构建北部湾台风风暴潮数值模拟系统,以2012年台风"山神"为天气背景,通过设计7组情景模拟研究未来不同海平面上升背景下北部湾风暴潮增水变化。结果表明:风暴潮期间水位从南向北沿北部湾逐渐涌高,最高水位发生在广西沿岸,达2.4 m以上。天文潮和台风风场拖曳力是形成高水位的主要驱动力,其中天文大潮和最大风场拖曳力对最高水位的贡献率分别约占70%和30%。海平面上升对风暴潮增水的影响具有时空非线性和非均一性特征。其中,潮位波动和波-流耦合效应会改变实际最大增水发生时间,导致钦州湾附近高潮位大致提前1天半,海平面上升1.1 m使得最大风暴潮增水大致提前30 min;未来海平面上升0.66～1.1 m将导致北部湾大部分海域风暴潮增水幅度放大6%～10%,广西沿岸钦州湾和大风江河口出现负增加效应,可能与溺谷海湾地形特征有关。研究结果可为未来北部湾沿岸防御风暴潮灾害提供理论依据。     

基于集合经验模态分解与BP组合模型的短期余水位预测

水位在忽略观测误差的前提下,可分解为潮位和余水位,后者具有较强的空间相关性以及非平稳特征,是影响水位预报精度的主要因素。港口工程、航运计划编制等方面对实时高精度水位预报具有重要需求,这对余水位预报模型构建提出了更高要求。另外,利用高精度余水位预报模型可减少验潮站布设数量。针对余水位短期预测模型精度不高的现状,本文对余水位进行集合经验模态(EEMD)分解,获得余水位在时间序列上的本征模函数(IMF);使用快速傅立叶变换(FFT)分析各本征模函数的频谱特征;再利用BP神经网络对各个本征模函数进行训练,预测了未来6 h、12 h、24 h的余水位值。对哥伦比亚河下游河口处的3组典型验潮站的余水位数据的预测结果表明,在未来6 h、12 h内的余水位的预测精度达到厘米级,在24 h内接近厘米级,证明了该组合模型在余水位短期预测方面的可行性。     

无结构网格二维河口海岸水动力数值模式的建立及其应用

为完全拟合河口近海复杂岸线和工程结构以及有效局部加密,设计并建立了一个无结构三角形网格二维河口海岸水动力数值模式。空间离散主要基于有限体积法以保证守恒性,时间积分采用预估修正法以提高精度。水位在三角形网格中心通过连续方程求解;水平x方向和y方向的流速U和V均在网格边中点上通过动量方程求解。流速平流项的求解中采用了TVD格式。TVD流速平流通量为一个一阶迎风格式通量和一个二阶格式通量的组合,一阶格式通量和二阶格式通量根据流速的局部分布情况得出配比,最终组合得到TVD通量。TVD格式具有低耗散和无频散的优点,提高了模式的稳定性。应用实测资料验证建立的模式,结果显示水位、流速和流向的计算值与实测值均符合良好。     

鳌江口江南围垦对径流下泄及余流的影响

利用Delft3d 模拟了鳌江口江南围垦工程对邻近海域的水动力影响,从工程前后的枯、洪水期的纳潮量、水位、流 速过程及余流4 个角度分析讨论围垦对该水域的泄洪及余流的影响。工程导致河口过水断面减小,淤使深泓线涨落潮流速有 着不同程度的增大;于洪峰影响时,河口水位壅高,低潮位上升显著,影响河水下泄,易引发内涝,并导致涨潮历时缩短、 落潮历时延长;盂余流受工程影响较大,工程使余流指向河口上游,余流值增大近一倍,而径流削弱了这种影响。榆工程 后,河口断面涨落潮潮量继续保持基本平衡,洪水影响时落潮潮量略大于涨潮潮量。     

基于目标框架法的辽河口湿地生态脆弱性评估

河口滨海湿地生态服务功能突出,生境脆弱易损,研究其生态脆弱性对滨海湿地生态环境保护与管理具有重要意义。本文以辽河口滨海湿地为例,基于“干扰-敏感-恢复”评估框架,选取17个指标,构建滨海湿地生态脆弱性评价指标体系,以GIS技术为支撑,综合运用插值法、综合指数法,探究辽河口滨海湿地生态脆弱性空间分布特征,分析生态脆弱性变化的影响因素。结果表明:入海河口污染、河口地区人类开发活动和自然淤涨对河口滨海湿地生态脆弱性的影响较为突出;2014年辽河口滨海湿地生态脆弱性总体态势良好,区域生态脆弱性指数为1.67,整体处于不脆弱状态;空间上,辽河口滨海湿地生态脆弱性表现为中部高于四周,由入海河口向外逐步减弱的格局特征。     

河口型水源地供水安全风险分类评估方法比选研究

为科学评估河口型水源地供水安全风险,基于水源地特点,在建立相应供水安全风险评估指标体系的基础上,采用层次分析法确定指标权重,结合选取灰色关联度法和BP神经网络法对某河口型水源地分别开展供水安全风险分类评估。以某次咸潮入侵事件数据为例,经采用两种方法评估后对比表明:灰色关联度法能较好地解决评价指标难以准确量化和统计的问题,具有定性与定量相结合评价精度较高的优点,更适合于河口型水源地供水安全风险分类评估。该水源地风险分类评价等级由高到低依次排序:水量风险(较高)→应急风险(较低)→工程风险(较低)→水质风险(低),其结果与实际相符。     

珠江磨刀门河口潮汐动力变化对人类活动的响应

磨刀门河口是珠江流域西江的主干入海口, 20世纪80年代以来受到网河区无序采砂和磨刀门整治工程的双重影响, 潮汐动力必然发生相应的调整。本文基于多年的水文资料, 结合统计分析、调和分析和数值模拟的方法, 对近五十年以来磨刀门河口的潮汐动力变化过程及其对人类活动的响应进行研究。结果表明, 20世纪80年代以前, 磨刀门河口总体上呈现出高、低潮位缓慢上升、潮差逐渐减小的趋势, 潮汐动力变化呈现出径流优势型入海口门水道向海延展的自然演变趋势; 20世纪80年代以来, 网河区无序采砂使水位下降、诱使潮汐动力增强, 磨刀门整治工程使水位上升、潮汐动力减弱, 由于河口不同段受到人类活动以及外海潮汐多年变化和海平面上升的干扰程度不同, 其潮汐动力变化呈现出不同特征。近口段受网河区无序采砂影响较大, 水位下降, 潮汐动力增强; 河口段受两种人类活动的双重影响, 水位上升, 在整治工程期间(1983—1993)潮汐动力减弱, 在整治工程后(1993—2003)受网河区无序采砂的影响潮汐动力增强; 口外海滨段受外海潮汐多年变化和全球海平面上升以及整治工程的共同作用, 水位上升, 潮汐动力减弱     

浅海流体动力学一种含变湍粘性系数的流速分解模型——Ⅰ.流速分解模型

对于像我国渤海、黄海和东海等半封闭的边缘海和陆架海及其附属的海湾和河口等浅水域中,浅海动力学的探讨,不仅对水位预报和流场描述等方面具有实际应用价值,而且也有理论价值。以半日或全日为周期的海洋潮汐运动,基本上控制着日常的水位变化和流场形态,其潮位和潮流分别有1米和1米/秒的量阶。海洋潮汐与沿海人民     

引水对钱塘江河口段河床淤积的影响

利用钱塘江河口段丰富的水文、泥沙、地形资料,在分析和研究这些资料的基础上,根据闸口—盐官沿程河床形态及冲淤变化特征,将该沿程分成4个河段,分别建立了多年平均高潮位下的河床冲淤量与两次测图间的月平均流量、前期沙坎高程以及多年平均高水位下的河床容积与上游河段同次测图多年平均高水位下的容积、前期平均径流量、两次测图间的月平均潮差之间的经验关系式。经方差分析,经验关系式显著性水平均在0.01以上,回归方程计算值与实测值拟合程度良好,经验式精度较高,可以用于估算和预测。应用这些关系式,预测了由跨流域引水而造成的河口段河床淤积面貌,为进一步预测潮位抬高、河道纳污能力降低等提供依据。     

深圳河河口围垦对防洪和河床冲淤影响研究

为研究深圳河河口福田保税区围垦填土占用部分河道对深圳河治理工程的影响 ,建立了贴体坐标系下平面二维的深圳河河道 -河口 -海湾整体水域的水流泥沙数学模型 ,计算了不同频率洪峰流量和河口潮位过程组合下河口围垦所造成的深圳河沿程水位抬高程度和河床冲淤变化情况 ,提出了建议的挖除方案