四川东南岩溶潮汐泉成因初探

岩溶潮汐泉是岩溶间歇泉与岩溶周期泉的总称.这种奇特罕见的泉水西南各省有零星分布,西以四川东南部的碳酸盐岩地区出露较多,发育较好.通过勘探与模拟证明,潮汐泉的成因不是日、月的潮汐影响,而是岩溶管道水流的虹吸作用.本文根据部分泉的典型调查资料,对潮汐泉变化规律、成因,分类与赋存的水动力条件等问题进行初步探讨.     

基于砂槽模型研究不同水流密度下盆地地下水流系统

在干旱半干旱地区,沉积盆地是人类生产、生活用水的主要载体,为查明在水流自身密度改变条件下盆地地下水流系统的变化特征,需在变密度条件下对盆地地下水流系统进行模拟研究。本文采用砂槽物理模型,在改变区域性水流密度条件下模拟研究地下水流系统的变化规律。试验结果显示:随着区域性水流密度的增加,区域水流系统的渗流速度和循环量均减少,且流线径流距离和径流深度也随之减小;而局部水流系统的渗流速度和循环量均增加。结果表明区域性水流密度的增加会抑制区域水流系统的发育,对局部水流系统有一定增强作用。本研究着重强调了区域性水流自身密度变化对盆地地下水流系统所产生的影响,并通过物理试验模拟得出在改变区域性水流密度条件下盆地地下水流系统的变化规律。     

长江潮流界位置探讨

长江是径流、潮流中等的潮汐河口,纳潮量十分巨大。长江口水流动力因素以径流和潮流为主。对潮流界位置进行了探讨,其位置随上游径流大小而变化,国内流行的一种长江潮流界在江阴的说法是不够确切的。     

长江口潮位频谱分析

河口地区是河川径流与海洋潮汐两种没波长振动波交会的区域，水位的变化极其复杂，借助频谱分析可在频域内研究它们不同的振动特性和变化规律，并将们分离开来。本文通过对长江口一次最大规模全潮测验资料分析，说明频谱分析技术在河口水文资料分析中的应用。     

黄河枯水期河道径流损耗估算及误差来源分析

为实施黄河水量精细调度，建立符合实际的水量调度数学模型，需要通过水量平衡计算。提供不同区段的水流传播时间和河道径流损耗等水文资料。通过对河道径流损耗量的分析计算，探讨了在水量平衡计算中影响河道径流损耗量的误差源及其对计算结果的影响程度，并提出了对各项误差源的控制措施。     

珠江三角洲受潮洪混合影响的全潮流量整编方法

一、基本依据受洪水波和潮波干扰的水流运动,属不稳定流,通常以圣·维南方程组求解。应用珠江三角洲网河区的试验资料,分析方程组各水力因素的变化规律,可看出:在潮差变幅范围内,单一河段的河宽随时间的变化及沿程变速水头两项甚小,可忽略不计;占潮汐周期一半历时以上的落潮落潮流阶段,加速水头亦甚小且较为稳定;达到一定流速级以后,谢才系数 c 值趋于常数。说明弱潮区的水流运动的各种水力因素采用潮汐周期的平均值,基本上消除了潮汐影响,反映了与净泄量相应的平均水力因     

径潮共同作用对径流型河口盐水上溯的影响

为进一步认识径流型河口枯季盐水上溯距离变化的影响因素及其作用机制,将实际河口简化并在不同径流量下分别用等潮差正弦潮和主要分潮驱动,进行盐水三维数值模拟试验。结果表明:随着径流和潮汐两大基本作用的相对强度不同,平衡态下盐水形态和位置自动调整并最终达到盐输运平衡,径流量小于3 000 m3/s且潮差小于2 m时,最大上溯距离随潮差的变化规律在不同径流量下存在明显差别;大小潮半月周期内盐水呈现非平衡态,非强混合时潮周期盐水上溯最大距离围绕平衡态随潮差呈顺时针绳套关系变化。径流导致的密度环流作用和潮汐的混合作用交织,两者相互影响并协同发展,两种作用相对强度的不同是导致径流型河口盐水上溯距离变化显著的主导因素。     

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。     

长江澄通河段河床冲淤对流域减沙的响应

为研究潮汐河道不同区段在流域来沙减少条件下的冲淤响应机制,以长江澄通河段为例,根据水动力特性将其划分为江阴—天生港和天生港—徐六泾两段,结合1950—2014年的水沙资料及2005—2014年的地形资料,比较两段冲淤对流域减沙的响应差异。结果表明:上游江阴—天生港段对流域减沙敏感,较快地由淤积转为冲刷;下游天生港—徐六泾段1998—2004年期间受洪季平均径流流量减小、潮汐顶托作用相对增大的影响,冲刷速率为减小趋势,2004年以后受洪季平均径流流量增大、潮汐顶托作用相对减小及流域来沙持续减少的共同影响,冲刷速率为增大趋势。使得潮汐动力对天生港—徐六泾段由促淤变为促冲的临界洪季平均径流流量为36 000 m3/s,该径流流量也是使得潮汐顶托作用在江阴—天生港段由不显著变为显著的临界流量。目前,流域减沙已加剧澄通河段整体的冲刷。     

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。     

贺兰山以南中奥陶统香山群徐家圈组古水流分析

贺兰山以南中奥陶统香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,属于深海浊流沉积。其下部徐家圈组由灰绿、黄绿色轻变质细粒砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩组成,沉积环境为深水斜坡环境,并在该组发现了内波、内潮汐沉积,主要表现为双向交错层理。本文通过对徐家圈组指向沉积构造所显示的古水流资料进行研究,综合分析了香山群徐家圈组沉积时浊流方向和古斜坡方向,并利用古水流资料探讨了内波流和内潮汐流的方向。结果表明,槽模古水流方向从北向南略呈扇形发散状,代表了沉积时的浊流方向;交错层理古水流方向主要分散在NWW—NE之间,可以代表内波流和内潮汐流方向。对古水流平面分布特征进行综合分析,可以判断出沉积时区域斜坡方向与浊流方向基本一致,大致为SSW向,沉积时内波和内潮汐的传播方向则大致为NW向。     

河道采沙对珠江三角洲水情及水环境影响分析

珠江三角洲水系属于典型的潮汐河网,水流同时受到地表径流及沿海潮位的双重影响。自20世纪80年代以来,该水系大规模的人工挖沙导致了水文条件、河床演变自然进程的较大变化。根据潮汐河网的水力特性,建立了用于模拟水位、流量时空变化的一维河网水动力数学模型,并根据由灰色模型预测的因挖沙引起的未来年份的河床演变情况,分别预测分析了不同水平年在丰水期、枯水期两种代表水情下的水系水位、流量变化情况。并对由此可能产生的对环境的影响进行了初步分析。     

感潮河网二维水流-输运耦合数学模型

感潮河网水流不仅受径流、潮汐动力的双重影响,还常受水闸调度等人类活动的影响,水动力条件极为复杂。针对水闸调度影响下感潮河网复杂水动力及其伴随物质输移扩散模拟,提出了考虑水闸调度并集成输运对流项的水流-输运通量耦合求解器,建立了基于非结构网格Godunov格式的二维水流-输运耦合数学模型。采用具有时空二阶精度的MUSCL-Hancock预测-校正格式,结合变量重构限制器技术,在保证计算精度的同时避免了数值振荡。运用斜底三角单元网格表达水闸线状地形,并通过地形调整模拟了水闸启闭过程。算例研究表明,该模型计算精度高,可有效模拟水闸调度影响下感潮河网水流运动及污染物输运过程,具有较好的推广应用价值。     

济南地区岩溶地下水径流场模拟分析

本文建立了地下水运动的流函数和势函数剖面二维流数学模型,并求得了它们的有限差分数值解。以此为基础对济南岩溶区地下水水流系统进行了模拟研究,分析了岩溶地下水径流场的空间变化规律和作用因素,划分了水流系统,从而加深了对济南岩溶区地下水运动规律的认识。      

龙羊峡、刘家峡水库运用对黄河上游水沙关系的调控机制

依据龙羊峡、刘家峡水库进出库水沙定位观测资料,根据河流动力学原理,分析了水库运用对径流泥沙过程的调节作用及其影响,揭示了水库对其下游河道水沙关系的调控机制。结果表明:①大型水库运用对进、出库径流泥沙的调节作用与水库的运用方式有关,多年调节的龙羊峡水库对径流为线性调控,对泥沙为非线性调控,而不完全年调节的刘家峡水库对径流、泥沙均为线性调控;②水库运用对其下游河道水沙关系具有很强的干扰作用,主要是打破了天然条件下河道通过长期自动调整所形成的输沙规律,改变了挟沙水流的本构关系;③大型水库运用对水沙关系动力学机制的影响主要归因于重新调整了挟沙水流的平衡条件,使洪水传播过程中切应力降低,临界弗劳德数增大,改变了相对平衡输沙状态,挟沙水流则需通过淤积增大比降,满足临界弗劳德数状态下的水流切应力要求,重新实现挟沙水流的平稳状态,从而致使水沙关系发生相应变化。     

基于FVCOM数值模拟和观察资料的长江冲淡水转向机制分析

应用FVCOM海洋模式,建立长江口附近海域海洋模型。通过径流、风场、潮汐、斜压和背景流场等不同环境因素下的数值模拟并结合"我国近海海洋综合调查与评价"专项长江口区域的调查资料进行分析,对长江冲淡水的扩展情况进行研究。数值实验再现了长江冲淡水在夏季的转向现象,通过实验对比分析发现长江冲淡水的转向主要是受风场控制,其中斜压效应、潮汐潮流、背景流场对冲淡水的转向影响不明显。长江径流和潮汐潮流只影响长江口附近的较小区域,背景流场本身比较稳定,对长江冲淡水扩展的季节变化影响不大,斜压效应在长江冲淡水转向过程中所起作用较小。     

大清河流域枯季径流变化规律和中期预报

大清河流域处于东亚季风范围,降水季节性变化十分明显,河川径流变化亦有汛期枯季之分,在枯水季节,径流的形成主要取决于流域蓄水的消退,春秋季,降水对径流影响不大,冬季径流变化受气温、降雪、冰冻影响较大.利用望宝山水文站1980～1990年的旬平均流量的实际资料,用退水系数法和相关分析法分析枯季径流变化规律是径流演变基本服从退水规律.根据枯季径流变化规律,采用退水系数法和一元线性回归方程法建立中期预报方案,通过1980～1990年资料检验,预报合格率在90%左右.     

磨刀门水道盐度混合层化机制

基于Simpson方法和磨刀门水道2009年枯季水文实测资料,选取上、下游两个站位的径流层化、潮汐混合、风致扰动3个影响河口水体分层的主要因素进行盐度混合的层化机制分析。研究表明:由于M1站位处上游,径流作用相对占优,分层不明显,只在涨潮急流时出现微弱的盐度分层;M2站则水体分层明显,小潮期间径流作用占主导,水体呈持续性分层,当由小潮转为中潮后,潮流作用增强,出现周期性分层现象,大潮以后,由于上游径流增加,潮流与径流作用相当,仍为周期性分层,但分层有所加强。层化的发育程度依赖径流致层化作用与潮汐、风致混合作用的博弈。     

论感潮河段航运工程水文标准分界与衔接

针对中国河流与海岸交界处感潮河段航运工程水文标准存在的问题,特别是设计水位的确定及其衔接和水流、泥沙分析方法的差异,进行区段划分和标准衔接关系的研究.通过阐述感潮河段区段及基本特征,分析了各类航运工程的水文指标,提出以"月平均潮位年变幅多年平均值" 和"多年平均潮差"两特征值的比值作为感潮河段不同区段划分的依据指标,并通过实例计算,论证了航运工程水文标准分界及其衔接关系.结果表明,该指标反映了感潮河段不同区段水文条件受径流和潮汐的影响程度,依据其不同取值,可对航运工程水文标准予以分界,形成较好的衔接.     

承压水潮汐荷载效应研究进展

地下水潮汐效应是滨海地区水文地质研究的一个重要方面,潮汐荷载效应是承压水潮汐效应的动力学机制之一。介绍了国内外潮汐荷载效应的研究进程,系统地总结了解析法和数值法在潮汐荷载效应研究中的应用及取得的成果。解析法是潮汐荷载效应研究的主要方法,该方法多通过荷载系数来刻画潮汐荷载效应,能够较清晰、准确地揭示复杂含水层结构、多种影响因素、复杂边界条件下的地下水潮汐效应规律;数值法主要通过三种方法(现有地下水水流数值模型改进法、荷载系数法和半数值法)来实现对潮汐荷载效应的研究。在现有潮汐荷载效应研究中,上述两种方法都很少考虑应力和孔隙渗流的耦合。程序化、高效化和可视化使得数值法仍应作为滨海区复杂水文地质条件下地下水动态的主要研究方法。为此,通用的地下水数值模拟代码(MODFLOW)需要改进,使之能够实现对潮汐荷载效应的刻画。另外,承压水作为滨海区(如:大陆岛)重要的淡水资源,人为开采是地下水动态的主要影响因素之一,滨海区地下水动态研究应综合考虑人为因素和潮汐荷载效应的共同作用。