潮流沙脊的水力学问题探讨

借用河流水力学顺直河道中有两个次生横向环流的假说来解释潮流沙脊的成因，水槽实验和实际观察也支持了这一观点。正是这一次生的纵轴横向环流（即螺旋流）将泥沙从沟槽带向脊顶，建造了大致与潮流方向平行的潮流沙脊。根据底质粒度成份和分布特点，可分为粗底质沙脊和细底质沙脊两类。前者组成物质偏粗，底质分布为脊细槽粗，后者组成物质偏细，底质分布为脊粗槽细。这是因为影响颗粒起动流速的主导因素不同，前者以重力为主，后者     

东海陆架区潮流沙脊的沉积动力学

通过对东海陆架潮流沙脊中部地区连续26小时的测流资料,对该地区的水动力条件进行了初步分析,并探讨了水动力条件对该区水下潮流沙脊的影响。结果表明,研究区水动力条件对形成潮流沙脊有利,潮流流向为NWW—SSE与潮流沙脊发育方向NWW—SEE基本吻合;潮流流速虽然相对较小,近底平均流速为12．52cm／s,但仍能起动东海陆架区中细砂以上的沉积物,尤其在天文大潮和风暴潮天气下,水动力的加强必然会对潮流沙脊的发育和变化起到更大的作用,潮流沙脊仍然具有活动性。     

山东半岛以东的近岸潮流沙脊

根据浅地层地震剖面和海底表层沉积物的分析,对山东半岛东部近岸潮流沙脊的形态、形成条件、物质来源及沙脊的形成时代进行了初步研究,认为潮流沙脊形成于全新世中期(约6.3～4.0kaBP)海平面相对稳定时期,沙脊的物质主要来源于强潮流对近岸基岩的侵蚀、搬运和再沉积。     

胶州湾口潮流沙脊特征

胶州湾内外的涨、落潮三角洲上发育有一定规模的潮流沙脊体系,通过多波束调查采集数据和浅剖、沉积物资料的分析,对沙脊特征进行了研究。湾内涨潮三角洲上分别分布有冒岛沙脊、中央沙脊和岛耳河沙脊;湾外落潮三角洲上分别发育了潮流沙脊大竹、南沙、北沙和位于主潮流通道末端的弧状沙脊。潮流沙脊体系的演变具有较为明显的继承性。沙脊以海侵时期发育的沙体为内核,沉积物组成以粒度较粗的砂质沉积物为主,物源基础为低海平面时期胶州湾盆地内堆积的河流三角洲相沉积物。据分析,沙脊现代物源较为匮乏,整体目前处于冲刷不淤的状态。在现代潮流水动力条件下,研究区潮流沙脊处于活动状态。     

辽东半岛南岸海域潮流沙脊及影响因素

通过系统分析北黄海西部实测浅地层剖面资料,结合前人研究成果,探讨了辽东半岛南岸海域潮流沉积体系的特征,分析结果显示,研究区潮流沙脊剖面上呈不对称丘状分布,多为斜交前积反射,顶部叠置活动沙丘,属于仍在活动的侵蚀型和侵蚀-堆积型潮流沙脊。研究区存在4条彼此平行的NE—SW向展布的潮流沙脊,与M2分潮流椭圆长轴方向平行或呈小角度相交,沙脊长35～75km,高3～17m,脊宽3～7km,沙脊分布区的水深为40～50m。辽东半岛南岸海域潮流沙脊沉积特征受控于潮流的性质和海平面变化,物源显示多元化特征:落潮流携带老铁山水道侵蚀物质、沉积区附近和近岸岛屿的侵蚀物质、沿岸河流输入和沿岸流的搬运物质。     

扬子浅滩东南海域海底潮流沙脊、沙波特征

利用seabat8101多波束系统对扬子浅滩东南海底地形进行了高精度探测。发现海底呈明显近乎平行排列的条带状起伏,脊谷相间,沙脊大部分呈NW-SE向排列,发育在45~50 m水深范围之内,沙脊横剖面不对称,大部分沙脊西南侧坡度大、东北坡缓。沙脊规模略有差异,沙脊宽度约0.6~9.8 km,沙脊之间间距可达8.9~22.4 km,高度约1.8~13.3 m,研究区内最长可达53 km。部分脊槽过渡区域发育成片链状海底沙波,沙波大致呈NE-SW走向,波高约0.3~1 m,波长1 km左右。研究区中西部有海底礁石孤立地突兀于相对平坦的海底之上,暂定名为扬礁,最浅水深35.9 m,位于30°59'7.4'~31°N,124°36'48.7'~124°37'40'E。扬子浅滩东南海域沙脊是介于活动沙脊和衰亡沙脊之间的准活动沙脊。该研究将为我国海洋开发和海洋经济发展、海洋行政管理以及海洋安全保障提供服务。     

舟山群岛册子水道现代潮流沙脊的初步研究

Geopulse甚高分辨率浅地震剖面记录和水深测量结果显示,在舟山群岛册子水道北部东侧发育有一条现代潮流脊,宽度约1~1.2km,研究部分长度超过2km(沙脊两端超出研究海域),脊顶水深50~60m,外翼高20~25m,水深65~85m,内翼高约10m,水深50~70m;脊内层理发育,以向海倾斜为主,表明潮流脊是由岸向海方向堆积发育的。根据地震剖面记录特征和沉积环境,推断潮流脊以细砂和粉砂为主组成,来源于册子水道轴部晚更新世陆相地层的侵蚀物质;由落潮流向东南搬运,再由涨潮流向西北搬运,在潮流脊上沉积而成。潮流脊的发育可能与外钓山岛和舟山本岛在研究海域向西突出有关,造成册子水道显著缩窄、流速加大、底质变粗。     

山东半岛成山角海域潮流沙脊的初步研究

根据侧扫声纳和浅地层剖面资料对成山角海驴岛附近典型剖面进行了分析研究。该剖面水深地形变化较大,发育有 海蚀平台、冲蚀沟、残余地貌、潮流沙脊等地貌类型。分析讨论了潮流沙脊的形态和沉积特征、发育过程,并对潮流沙脊的 物质来源、形成的水动力条件和形成时代进行了初步的研究。潮流沙脊为侵蚀-堆积型沙脊,由强潮流侵蚀近岸基岩经搬运、 改造、再沉积后形成。潮流沙脊形成于全新世中期海平面相对稳定时期。     

东海陆架冰后期潮流沙脊地貌与内部结构特征

东海陆架以宽平的地形、充分的陆源沉积物供应、快速沉降和强动力场为特征，中外陆架发育大规模潮流沙脊地貌。潮流沙脊走向大致为NW—SE向分布，与区域潮流主方向一致或成较小交角。东海陆架冰后期潮流沙脊以不对称横剖面为特征，陡坡倾向SW。沙脊内部发育典型的高角度前积斜层理，倾向与沙脊横剖面陡坡方向一致。这些斜层理可以划分为高达4组不同特征的组合，分别代表潮流沙脊发育的不同阶段，对应于冰后期海平面上升的不同时期。东海陆架潮流沙脊主体形成于冰后期海侵阶段，目前仍然受到陆架潮流场的影响，沙脊顶部为再沉积活动层。     

南黄海江苏岸外潮流沙脊远端沉积与演化

SYS-0702孔位于南黄海江苏岸外潮流沙脊的远端(水深32 m),其最顶部18.64 m岩心对应于潮流沙脊沉积.根据对潮流沙脊沉积物的岩性特征、粒度分析、AMS 14C测年资料和210Pb测试分析,结合通过该孔位的高分辨率浅地层剖面,揭示了该远端沙脊的沉积特征、形成时间以及老黄河从江苏入海(1128-1855年)对沙...     

潮流能发电装置现状分析

潮流能是海洋新能源中相对稳定且可提前预报的一类,较传统的拦坝式潮汐能开发具有环境影响小、开发规模灵活等优点,其大力发展可为海岛经济发展和海洋观测设备提供能源。文章对潮流能发电技术的研究现状进行了总结分析,详细介绍了水平轴、垂直轴和其他形式潮流能发电装置的构造以及国际上主流装置的设计参数和试验示范情况,重点对比分析了不同类型潮流能发电装置的特点和技术参数,简要总结了我国潮流能示范电站安装运行情况,并对其装置类型、导流罩作用以及布放形式等内容进行了讨论,可为我国潮流能资源的开发利用和潮流能装置测试区建设提供科学参考和设计依据。     

东海和凯尔特海潮流沙脊的对比研究

东海潮流沙脊与凯尔特海沙脊均为开阔陆架上的大型深水沙脊，它们都形成在冰后期海面上升时期。目前仍然经受现代潮流和风暴浪的作用，具有一定的活动性，处于活动沙脊和衰亡沙脊之间的发育过程，属于准活动沙脊。与东海比较，凯尔特海的动力作用更强。东海沙脊横剖面大多呈向西南方向倾斜的前积层理，偶见波浪侵蚀面，反映以潮流作用为主形成的沙脊内部结构的特点；凯尔特海沙脊剖面呈现复杂的交错层理，内部有较多的波浪侵蚀面，这是潮流和波浪共同作用形成的沙脊内部结构的特点。     

南黄海辐射沙洲区悬沙潮扩散规律数值研究

在对南黄海辐射沙洲区的潮汐、潮流特征作进一步探讨的基础上,数值模拟了该区的悬沙潮扩散。根据计算结果,分析了计算海域悬沙含量在一个半日潮过程中随潮流场的瞬时变化规律,研究了不同地点悬沙含量与潮位、潮流的关系,总结了涨、落潮平均含沙量的平面分布规律。结果表明,该区的潮流场控制着悬沙的扩散、运移和分布,进而控制着海底地形的发育,尤其是辐射沙洲北大南小不对称格架的塑造与辐射沙洲根部的加积淤高。     

海西湾潮流、COD扩散运动的数值模拟

本文采用 ADI 方法模拟了海西湾的潮流、水位场和 COD 扩散运动,所得结果与观测值符合较好。计算结果表明:海西湾自净稀释能力良好;扩建后的薛家岛码头,若以0.5t/d 的 COD 负荷量排放,整个海湾水均属一类水质;如果以二类水质标准来评价距离码头500m 以外的海域,薛家岛码头的最大 COD 负荷量可达2.3t/d.     

A Numerical Computation Method for Current Field in Tidal zone

- In this paper, a numerical computation method is developed for the computation of current field in the tidal zone, using the well-point method and ADI method. The computational results agree well with the general variation of current field in the tidal zone.     

Extraction of Internal Tidal Currents from A Portion of Sea Current Profile

Internal tide is one of the major oceanic phenomena. Determination of internal tide is important for theoretical studyand for ocean engineering research. As an inverse problem, extraction of internal tidal currents from sea currents is diffi-cult. In this paper, a method is developed to extract internal tidal currents from a portion of the sea current profile basedon the fact that the directions of internal tidal currents above and below the thermocline are inverse. Sea current data col-lected from the South China Sea is processed with this method. The internal tidal currents and the depth of the thermo-cline are successfully extracted. The depth of the thermocline determined is in good agreement with that measured in 1959.     

A Finite Volume Method with Unstructured Triangular Grids for Numerical Modeling of Tidal Current

The finite volume method （FVM） has many advantages in 2-D shallow water numerical simulation. In this study, the finite volume method is used with unstructured triangular grids to simulate the tidal currents. The Roe scheme is applied in the calculation of the intercell numerical flux, and the MUSCL method is introduced to improve its accuracy. The time integral is a two-step scheme of forecast and revision. For the verification of the present method, the Stoker＇s problem is calculated and the result is compared with the mathematically analytic solutions. The comparison indicates that the method is feasible. A sea area of a port is used as an example to test the method established here. The result shows that the present computational method is satisfactory, and it could be applied to the engineering fields.     

用最小二乘法分析胶州湾海流特征

在胶州湾湾口、西侧、中心、东侧、北侧湾顶五个区域布设测站,利用2018年冬季至2020年秋季潮位、海流等监测数据,基于最小二乘法进行调和分析计算,并结合垂线平均流速流向、可能最大流速、水质点可能最大运移距离等计算模型,研究分析了胶州湾海流特征。结果表明,各区域潮流类型系数均小于0.5,M₂分潮椭圆率绝对值均不超过0.1,接近于0,故胶州湾潮流性质为正规半日潮流,潮流运动形式以往复型为主。湾口区域余流、可能最大流速、水质点可能最大运移位移均最大。不同季节余流流速和流向的差异没有明显的规律性,除湾区西侧测站外,其余位置不同季节余流流向整体上有固定朝向：湾口处东偏北、中心站西偏北、东侧站南偏东、北侧湾顶站东偏北。靠近岸边的湾口、东侧和北侧湾顶站余流流向与邻近海岸垂直。在垂直方向上,各测站可能最大流速和水质点可能最大运移距离由表层至底层整体上呈减小趋势,流向基本一致。     

潮流能水平轴水轮机湍流模型研究初探

借助计算流体力学(CFD)方法研究潮流能水平轴水轮机水动力学性能,选择合适的湍流模型至关重要。为此,本文采用计算流体力学软件Fluent,将Spalart-Allmaras湍流模型、标准k-ε湍流模型、RNGk-ε湍流模型、标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型分别应用到水平轴水轮机数值模拟当中。对数值模拟结果进行分析比较,并与模型试验数据进行对比,得出应用SSTk-ω湍流模型可以更好的模拟潮流能水平轴水轮机的水动力学性能。