黄河三角洲海底土波致再悬浮研究

在现代黄河三角洲采集土样,制备室内水槽试验的底床,施加波浪作用,观测波致悬沙含量的变化规律,分析不同波高、作用时间对单位面积底床再悬浮量的影响,及波浪停止作用后悬浮泥沙的静水沉降规律。研究发现,在水深一定条件下底床再悬浮量呈现随波高增大而增大的特性,两者线性拟合的相关性很好;在一定波高的波浪连续作用下,约5 000~6 000个波周期底床再悬浮过程完成;在波浪作用初始阶段底层悬沙含量与中上层的相差很大,悬沙含量垂线结构呈斜线型,稳定阶段的悬沙浓度垂向结构呈准直线型,底层与表层含沙量比值为0.98~1.25,整个水层含量分布均匀;静水沉降过程中当悬沙含量大于1 g/dm3,悬沙含量(SSC)呈现出随时间指数衰减的规律,悬沙浓度与沉降通量呈线性关系。研究结果对认识黄河水下三角洲泥沙运移规律具有一定的科学意义。     

青岛近海悬沙输运的三维数值模拟

研究近海海域水流、悬沙运动规律，运用基于COHERENS发展的水动力悬沙模型COHERENS-SED,结合当地一般波浪条件，模拟了青岛近海悬浮泥沙输运情况，并验证及分析了水动力环境及悬沙输运的模拟结果。结果表明：在波流合作用下，近岸掀沙明显，大潮期间该海域近岸悬沙浓度值最高可达50mg／L。     

潮流作用下河口是沙运动二维数学模型

对于粉沙淤泥质河口和海岸,海底泥沙受潮流作用主要以悬沙形式输运。在这样的海区建港与疏浚航道,需要首先进行泥沙淤积问题的研究。本文采用潮流作用下不平衡方程式、挟沙能力公式和起动流速公式,建立了潮流作用下河口悬沙运动二维数学模型,在对二维悬沙不平衡输沙方程和海底变形方程进行离散时直接采用显式迎风格式,得到了较好的结果。在此基础上,将该模型应用于实际水域,结果表明,该数学模型能够模拟河口的悬沙运动规律和冲淤变化,对于水流较大的海域该模型有一定的应用价值     

潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型

本文根据河口水流动力特性和泥沙变化规律，把波浪运动概化为具有时均意义的波浪流分布场，将“波流幅射应力”、“波流摩阻力”以及“波流挟沙力”三个要素归纳到水流运动方程和悬沙输送方程中去，构成潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型计算系统。通过对珠江口黄茅海悬沙冲淤过程的实际算例，表明该系统模拟河口悬沙在潮流和波浪综合作用下的分布特性和冲淤趋势方面，具有良好的应用前景。     

波浪、潮流和风暴潮耦合模式及悬沙输移规律的研究

近年来，由于河口、海岸地区的泥沙运动与港口、航道以及海岸的冲淤有着直接的关系，对一些海岸建筑物比如防波堤、护岸工程等造成一定的威胁，甚至于使其完全丧失使用价值，造成巨大的损失。为此人们越来越重视对这一问题的研究。本文为估计岸滩的冲淤变化和了解岸滩的演变规律，对影响泥沙运动的海洋动力要素进行了研究。 为研究悬沙的输移规律，建立了一个由两部分组成的二维悬沙模型系统：①水动力模式。建立了一个综合多因素的二维波浪、潮汐和风暴潮耦合模式，以此来研究波、潮、风暴潮间的相互作用，并为泥沙计算提供流速场。②二维悬沙模式。运用得出的流场来研究悬沙的输移扩散规律。其中所采用的波浪模式是将流对波浪场的影响同时加以考虑的耦合数学模型，将流速加入波能方程，并考虑由于水面的升降而产生的不定常水深对波浪场的影响，再将波浪场对流场的影响通过辐射应力、考虑波浪影响的底应力以及依赖波龄的表面风应力耦合到流场中，从而建立了一个综合多种因素的波浪、潮汐、风暴潮联合作用下的二维悬沙模型系统。并在此模型系统的基础上，对黄河口泥沙的输移问题作了探讨，为今后的防堤、护岸工程提供依据。     

潮流作用下河口悬沙运动二维数学模型

对于粉沙淤泥质河口和第底泥沙受潮流作用主要以悬沙形式输运。在这样的海区建港与疏浚航道,需要首先先进泥沙淤积问题的研究,本文采用潮流作用下不平衡方程式,挟沙能力公式和起动流速公式,建立了潮流作用下河口悬沙运动二维数学模型,一维悬沙不平衡输沙方程和海底变 方程进行离散时直接采用显式迎风格式,得到了较好的结果。     

舟山群岛海域波浪对泥沙冲淤过程的影响

本文基于SWEM(Shallow Water Equation Model)三维水沙盐模式,考虑潮汐、径流、风场和波浪影响,在长江口与杭州湾及其邻近海域建立了一个高分辨的三维水沙盐模型。分析了一般天气条件下,舟山群岛海域在潮汐、径流、风场、波浪共同作用下的地形冲淤与悬沙含量分布特征,并对比分析了一般天气条件下与台风天气条件下波浪对泥沙冲淤过程的影响。一般天气条件下,舟山群岛海域东西向水道为冲刷特征,舟山群岛东侧海域以及舟山群岛内部南北向水道为淤积特征。舟山群岛海域暖半年冲刷增强,冷半年淤积增强。海域悬沙含量由西北向东南迅速降低,群岛"虑沙"效果明显。悬沙含量3月份最大,8月份最小。波浪对舟山群岛海域泥沙冲淤过程的总体影响在秋冬季较强,春夏季较弱。一般天气条件下与台风天气条件下,波浪对研究海域泥沙冲淤过程影响显著的区域均为朱家尖东侧海域,且波浪的影响特征均表现为促进淤积和增加悬沙含量。一般天气条件下波浪引起最大淤积约占总淤积量的10%。台风天气条件下波浪引起的淤积量约是同时段一般天气条件下的6倍。     

泥沙起动规律的研究

本文在波浪与水流共同作用下的底沙起动[1]研究的基础上,对泥沙起动规律进行了研究,分析了波浪、水流共同作用下的底部剪切力,认为底沙颗粒的起动取决于底部合成剪应力的大小。并对导出的波浪与水流共同作用下的底沙起动公式作了验证。文中通过底部加糙及扩大粒径范围的泥沙起动实验,确定了泥沙起动公式中的传播动量系数,推导出了波浪与水流共同作用的底部阻力系数与泥沙粒径的关系式。     

曹妃甸粉沙质海岸围垦后港内泥沙研究

粉沙质海岸离岸围垦后港内淤积引人关注。基于平面二维潮流数学模型,采用网格嵌套技术,模拟了渤海、曹妃甸海域潮流场;该海域泥沙为粘性沙,且围垦后港内流速很小,采用悬沙运动数学模型模拟了潮流和波浪作用下正常天气和大风天的含沙量场,分析了大风后含沙量衰减过程,计算了正常天气年淤积强度和大风天泥沙淤积厚度。计算表明,外海泥沙主要通过甸头东侧老龙沟进入港池水域。正常天气下,港内流速小,基本处于淤积环境,但由于外海含沙量小,港池水域年淤积厚度小于10 cm。大风浪作用下,曹妃甸海域含沙量明显增大,由老龙沟进入三港池的泥沙沿程落淤,港内普遍淤积,泥沙淤积厚度在5 cm以内。     

黑泥湾近岸悬沙分布与扩散变化监测

利用2004年冬季对黑泥湾近岸海域悬浮体调查资料及2个时相的遥感影像,探讨了该海域悬浮体的分布和扩散特征,分析了影响悬浮体分布的主要因素和悬浮体的主要物质来源.结果表明,影响本海域悬沙质量浓度及其分布的主要因素是风浪掀沙和潮流.夏季,近岸悬沙质量浓度高,向海逐渐减少;冬季,悬沙质量浓度近岸低,向海逐渐增大.由于本海域没有大的河流泥沙汇入,悬沙的主要物质来源是沿岸侵蚀、冲沟排沙和海底泥沙再悬浮.     

清水沟北汊流路入海泥沙对东营港影响的数值分析

本文用平面二维潮流泥沙数学模型,模拟了清水沟流路北汊入海口海域的潮流泥沙扩散和河口淤积延伸方向等问题。在此基础上从流速场分布,泥沙扩散浓度分布及淤积厚度零米线的范围及河口淤积延伸方向等方面探讨了入海泥沙对东营港的影响。结论认为如果按此口门入海,入海泥沙不会对黄河海港产生直接淤积影响。     

上海洋山深水港区海域悬沙分布特征及运动规律分析

以1998年以来定点实测含沙量资料为基础,结合1996-2007年不同时刻卫星遥感影像资料对洋山港附近海域悬沙分布特征及运动规律进行分析,结果表明:洋山港海域含沙量存在着明显的季节变化;潮差越大,水体紊动越强,水体含沙量越高;洋山港水域含沙量明显高于其周围的水域,特别是在大小洋山岛链之间,呈现由北向南、由东向西逐渐增大的趋势;"峡岛效应"也是引起高含沙量一个重要原因;长江入海泥沙直接扩散对洋山港水体含沙量的影响较小,研究区域水体含沙量的大小主要取决于波况及潮流对当地浅滩的掀扬及输送.     

粉沙质海岸泥沙运动特性研究

文章对粉沙质海岸的泥沙运动特性进行了系统、全面的研究.从5个方面进行了论述:粉沙质海岸的界定、泥沙基本水力特性、泥沙运移型态、航道骤淤的统计特性和航道淤积计算.提出粉沙质海岸的界定应综合考虑泥沙平均中值粒径、黏土含量和泥沙粒径分选性三方面因素;泥沙基本水力特性是起动流速小、沉降速度大、沉积密实快,泥沙运动十分活跃;泥沙...     

波、流共同作用下的泥沙起动

对波、流共存时的床面剪切力及摩阻系数等作了探讨,根据泥沙起动试验,建立了泥沙起动Shields曲线,导出了波、流共同作用下层流和紊流时的泥沙起动公式和起动波高、起动水深.     

Modelling of sediment movement in the surf and swash zones

Under the action of marine currents, non-cohesive sediments evolve by bed-load, by saltation or suspension depending on their granulometry. Several authors have considered that the movement of sediment...     

Research on Measurement of Bed Shear Stress Under Wave?Current Interaction

The movement of sediment in estuary and on coast is directly restricted by the bed shear stress. Therefore, the research on the basic problem of sediment movement by the bed shear stress is an important way to research the theory of sediment movement. However, there is not a measuring and computing method to measure the bed shear stress under a complicated dynamic effect like wave and current. This paper describes the measurement and test research on the bed shear stress in a long launder of direct current by the new instrument named thermal shearometer based on micro-nanotechnology. As shown by the research results, the thermal shearometer has a high response frequency and strong stability. The measured results can reflect the basic change of the bed shear stress under wave and wave?current effect, and confirm that the method of measuring bed shear stress under wave?current effect with thermal shearometer is feasible. Meanwhile, a preliminary method to compute the shear stress compounded by wave?current is put forward according to the tested and measured results, and then a reference for further study on the basic theory of sediment movement under a complicated dynamic effect is provided.     

Research on Measurement of Bed Shear Stress Under Wave-Current Interaction

The movement of sediment in estuary and on coast is directly restricted by the bed shear stress. Therefore, the research on the basic problem of sediment movement by the bed shear stress is an important way to research the theory of sediment movement. However, there is not a measuring and computing method to measure the bed shear stress under a complicated dynamic effect like wave and current. This paper describes the measurement and test research on the bed shear stress in a long launder of direct current by the new instrument named thermal shearometer based on micro-nanotechnology. As shown by the research results, the thermal shearometer has a high response frequency and strong stability. The measured results can reflect the basic change of the bed shear stress under wave and wave?current effect, and confirm that the method of measuring bed shear stress under wave?current effect with thermal shearometer is feasible. Meanwhile, a preliminary method to compute the shear stress compounded by wave?current is put forward according to the tested and measured results, and then a reference for further study on the basic theory of sediment movement under a complicated dynamic effect is provided.     

台风作用下长江口北槽挟沙能力研究

台风作用下水体的挟沙能力研究对深入认识台风暴潮作用下泥沙运动规律、滩槽演变特征以及提升数学模型和物理模型技术等方面具有重要意义。文中从台风波能对泥沙的悬浮作用入手,建立了台风浪作用下的挟沙能力公式;依据能量叠加原理,完善了传统的河口海岸挟沙能力公式（窦国仁挟沙能力公式）,使公式能够同时概括潮流、波浪和台风浪作用下的泥沙运动特征,并应用近年来长江口北槽实测的台风期近底水沙资料对公式进行了率定验证,在此基础上分析了台风期北槽近底含沙量变化特征。     

Sediment movement characteristics of coast and analysis of seabed evolution

The rotary ring flume is used to study the silty sand movement in a periodic alternating current.Characteristics of sediment movement of different coasts in the tidal current are summarized.More detailed analysis of erosion-sedimentation function in a numerical simulation is made.The equilibrium sediment concentration is advanced.Based on the equilibrium sediment concentration,the seabed erosion-sedimentation index is derived and the seabed erosion-sedimentation calculation is analyzed.The seabed erosion-sedimentation index is used to calculate the seabed evolution of Yangshan sea area and a good agreement with field measurements is obtained.     

厦门湾海域表层沉积物分布特征及其动力响应

沉积物分布对河口海岸地区的地貌演变和岸线变化非常重要。本文收集了2008年9月厦门湾海域的230个表层沉积物样品的数据,研究其表层沉积物空间分布和运输特征。厦门湾海域表沉积物的粒度分布特征非常明显。同时在应用GSTA模型对沉积物进行输运趋势分析的基础上探讨该区域泥沙运移趋势。结果表明,该海域有八种沉积物类型,粘土质粉砂占有比例最高,为65.22%;而且在不同的分区,由于不同的沉积物源和水动力条件,粒度参数特征也有所不同。径流、潮汐和波浪是海床表层沉积物、滩涂变化的主要控制动力,泥沙运动趋势与水动力条件密切相关。