杭州湾流场的研究

本文依据大量资料分析认为,维持杭州湾流动的能量,主要来自由东海传入的潮波。流场以潮流为主,其中以M_2分潮流占优势。地形和水深对流场影响较大,使流场及其基本特性具有东-西向变化规律。自东向西流速递减、往复性质增强、最大流速发生时间推迟、涨、落潮历时之比值减小。本区西部和南部的流速垂直梯度分别比东部和北部大。大金山以南有一深槽,它对本区流场有着不可忽视的影响。杭州湾的余流相对潮流来说是较小的,其流动和钱塘江、长江冲淡水有密切关系     

ON THE VERTICAL STRUCTURE OF TIDAL CURRENTS IN SHALLOWWATER NEAR THE CHANGJIANG RIVER ESTUARY

This research on the vertical structure of tidal current in shallow water near the Changjiang River estuary is based on a great deal of observation data of current obtained recently, and a simple mathematic model. The essential features of the structure are: (1) the maximum velocity decreases with depth, the shallower the water, the lower the velocity; (2) the orientation of maximum velocity continuously deviates from the surface to the bottom to the left at the western side of the mouth bar and to the right at the eastern side; (3) the time of maximum velocity leads steadily with depth; (4) in general, tidal currents rotate clockwise, the nearer the sea-bed, the narrower the ellipse of the tidal current; (5) the ratio W1/W2 varies non-linearly with depth, and is smaller in the middle layer than at the surface and bottom. Bottom friction is the main cause of the vertical structure.     

杭州湾北岸保滩加固工程附近流场的数值模拟

Delft-3D-flow模型是一个三维的水动力输运模型,该模型采用曲线正交网格,在垂直方向上采用 σ坐标,水动力模块建立在Navier-Stokes方程的基础上,采用交替方向法(ADI)对该坐标系下的控制方程组进行离散求解.应用沿水深平均的两维水流数学模型来计算,采用大小模型嵌套的技术进行数值模拟.利用分布在杭州湾和长江口10个潮位站2003年水位数据和1982、1997、2003年的潮流观测数据对模型计算结果进行验证.模型计算结果和实测数据吻合较好.通过数值模拟发现:工程实施后,围堤西侧流速变化最为显著,涨急流速减小,最大幅度为24 cm/s,落急流速也减小,最大幅度为9 cm/s.通过上述分析,得到以下几点认识:(1)保滩加固工程后在围堤西侧,涨、落急流速均减小,最大减小幅度分别为25 cm/s和14 cm/s,工程实施后研究区流速递减81%左右;(2)工程实施后涨、落急流向除近岸外,流向变化一般小于5°,基本上不受工程影响,但在高平潮期间,工程实施后在围堤西侧流向变化较大,最大可达100°以上;(3)工程实施后围堤西侧的流速虽然变化较大,但因工程区潮流较弱,工程规模较小,影响将局限在工程区周围200 m范围内,对附近的码头以及外侧的金山深槽不会有明显的影响.通过杭州湾北岸保滩加固工程附近流场的数值模拟结果的验证和分析,探讨了工程建设对附近局部流场的改变及其主要影响范围,为保滩加固工程的可行性研究提供有力的科学依据,也为其它海岸工程的建设提供了参考.     

杭州湾M2潮的数值模拟

本文采用ADI方法,取海底拖曳系数k=0.67×10-3,对杭州湾M₂潮进行数值模拟,算得逐太阴时潮位和潮流以及其调和常数。计算结果和实测值基本一致。本区的M₂潮具有自东向西的分布和变化规律,潮汐振幅和潮流最大流速均在湾顶附近最大,分别为2.40米和2.3米/秒左右;湾口南部为最小,分别为0.8米和1.0米/秒左右。高(低)潮时及最大流速发生时间湾顶比湾口各推迟2及1.5—2太阴时。潮流椭圆长轴方向基本与湾形走向相吻。文中还给出杭州湾海面涨落过程透视图。     

杭州湾潮流湍应力和涡动粘性的估算

本文依据动量方程,采用潮汐和潮流观测资料对杭州湾5个断面的湍应力和涡动粘性进行了估算,计算所得海底拖曳系数平均为0.67×10-3,湍应力振幅垂直廓线接近线性而略呈下凹,位相随离海底距离的增大而延迟,垂直涡动粘性系数在中层偏下达最大,该层平均约为60厘米2/秒。     

AN ESTIMATION OF TURBULENCE STRESSES IN TIDAL CURRENTS OF HANGZHOU BAY

Based on the momentum equations, the turbulence stresses and eddy viscosities along five sections in Hangzhou Bay are estimated by using the observed data of tidal currents and tides. The coefficient of bottom stresses obtained from the calculation is 0.67 × 10-3 on the average and the vertical profiles of the amplitudes of turbulence stresses are almost linear and slight concave downwards, and the phases are deferred continuously from sea-bed. The coefficient of vertical eddy viscosity reaches its maximum at the layer below the mid-depth with a value of about 60 cm2S-I on the average.     

杭州湾开挖深水航道对潮流影响的数值研究

采用ｘ方向伸展坐标下的二,三维方程,建立了开避或增深深水航道前后的潮流场数值模模式。该模式在航道横向上网格变距,以保证航道横向上有一定量的网格覆盖。在计算中采用二,三维交替进行,既节省大量计算时间,又保证了计算的稳定性。     

杭州湾北部近岸水域水文泥沙特性

本文根据实地水沙测量资料,阐明了杭州湾北部近岸水域的潮波、潮汐、潮流、余流、盐度、含沙量分布和泥沙输移等特性。根据流场状况和潮流作用的强弱,将边滩的冲淤分为三种类型:南汇嘴前沿的强冲型,金汇河口边滩的淤积型,石化厂前沿的缓冲型。     

长江口潮流的垂直结构

文章根据大量近期的海流观测资料和导出的一个简单数学模式,研究了长江口潮流的垂直结构,其结构的基本特征是:(1)最大流速随深度增加而变小。水深愈浅,变化速率愈大;(2)最大流速方向在本区西部自表层到底层不断向左偏,在东部则不断右偏;(3)最大流速到达时间随深度增加不断超前;(4)潮流旋转方向基本呈顺时针方向,越近海底潮流椭圆越扁;(5)全日潮流与半日潮流的比值随深度增加呈非线性变化,中层比表层和底层要小。海底摩擦力是造成以上垂直结构的主要原因。     

杭州湾潮致余流数值研究

运用１９５９年１０月－１９９２年５月在杭州湾２５０余测次海流周日连续观测资料，运用σ坐标系下的三维潮控制方程，模拟该湾的欧拉余流，进行欧拉余流产生机制的数值试验；并根据欧拉流动的数值计算结果，采用拉格朗日速度在欧拉流场的近似展开，求得水质点运动轨迹和速度。结果表明，杭州湾潮致余流的最大余流速度为４６．０ＣＭ／Ｓ，惯性效应是杭州湾潮致余流产生的主要原因，杭州湾拉格朗月余流场被逆时针的大涡旋控制，表层