潮汐河口支流建闸闸下淤积研究

潮汐河口建闸的关键问题是闸下淤积。在潮汐河口支流口门上建闸,其闸下淤积面貌主要取决于干流主槽的位置,这与在潮汐河口干流上建闸的闸下淤积问题有着本质上的差异。以钱塘江河口支流曹娥江口门建闸为例,应用河床演变分析、动床实体模型和现场冲淤试验预测了曹娥江大闸闸下淤积面貌和淤积速率,为曹娥江大闸的建设提供了科学依据。     

河口闸下淤积和清淤措施研究综述

淤泥质河口建闸后需要解决泥沙淤积的问题,它制约着河口的综合利用。本文就我国淤泥质河口挡潮闸引起的闸下淤积和清淤措施研究成果进行了综述。首先归纳了我国主要建闸河口闸下淤积类型.多数学者根据潮波变形理论和不平衡输沙理论对闸下淤积的力学机理和控制因素进行分析,解释和预测河口闸下淤积的基本特征和发展趋势。提出不同类型的建闸河口防淤减淤措施。最后指出目前研究中的不足和以后应进一步加强研究的问题。     

不同类型建闸河口闸下淤积模拟计算

针对闸下淤积问题建立三维水动力和泥沙数学模型,在挟沙能力公式中考虑浮泥的影响,采用枚举法和最小二乘法相结合率定公式中的参数,较好地反映了建闸河口概化物理模型闸下三维水流和含沙量分布.采用该数学模型研究了短引河河道型、短引河滩槽型和长引河河道型三种类型建闸河口闸下淤积特性.结果表明,在计算条件相同的情况下,建闸河口闸下淤积速率和淤积总量与闸下河道长度、滩槽宽度有关;短引河河道型闸下初始淤积速率最大,长引河河道型闸下初始淤积速率最小;长引河河道型闸下累积淤积厚度最大,短引河滩槽型闸下累积淤积厚度最小;长引河河道型闸下河道淤积总量最大,短引河滩槽型闸下河道淤积总量最小;闸下河道两侧滩地的归槽水对闸下河道减淤作用明显.     

泥质河口闸下冲淤特性及冲淤量的分析预报

通过泥质河口建闸工程闸下淤积特性的分析研究表明,闸下河段淤积的条件是涨潮流带入河段的泥沙数量大于落潮流从河段内带走的泥沙数量。其水动力原因是径流量减小和潮波变形。在此基础上提出了建闸工程和建闸与双导堤相结合闸下淤积和冲刷的分析预报方法,这些冲淤分析预报方法得到了相关工程的实测资料及浑水动床物模试验结果的验证。     

黄湾建闸后闸下潮汐潮流变化和淤积趋势预估

黄湾建闸方案是钱塘江河口治理和杭州湾综合开发利用的规划方案之一。基于前期研究,本课题采用比尺模型和数学模型配合的方法,进一步研究了黄湾建闸后杭州湾动力条件的变化,进而分析和预测了闸下乃至全杭州湾的河床淤积趋势。     

敖江港淤积及治理措施研究

敖江河口是一条径流量小,潮波变形剧烈,海域来沙丰富的强潮河口。由于上游建库,支流建闸,使下泄径流和河口进潮量减少,从而导致河口的淤积,其中以敖江港区淤积最为严重。本文依据天然实测资料,对河口和港区淤积原因作了分析论证。并利用一、二维耦合数学模型计算了丁坝整治工程和疏浚挖泥对改善港区的效用。     

灌河河口河道冲淤演变及航道自然条件分析

通过对近20 a实测水文地形资料的深入分析,得到了灌河干流河道及出口水道的冲淤演变规律:干流河道在盐东控制闸建闸前,以响水为界上段冲刷下段淤积,建闸后,从多年平均来看上段明显淤积下段冲刷;近10 a来,陈家港以下的干流河道弯道凹岸处均为深槽逼岸的冲刷区,且处在持续稳定冲刷状态;自20世纪80年代以来,灌河口外岸滩冲刷强度减弱,近10 a来,河口外冲淤近于平衡状态。这些研究为灌河口码头、航道等工程建设提供科学依据。     

中小型建闸河口的闸下水体悬沙输运过程: 以新洋港河口为例

河口建闸使河口区沉积动力条件发生剧烈改变,常产生航道淤浅、泄洪不畅的危害。以新洋港河口为例,于2012 年8 月18-24 日在对新洋港闸下河口进行全潮锚系观测,分析水位、流速及悬沙浓度时空变化和悬沙输运特征。结果表明, 建闸河口区为不规则半日潮,大潮期间涨潮历时短、潮流强,落潮历时长、流速相对较小;潮周期内沉积物发生强烈的再悬 浮和沉降作用,再悬浮通量数量级可达到10-3 kg m-2s-1;小潮期间流速、悬沙浓度和再悬浮通量均小于大潮期间的数值。大 潮期间的强涨潮流导致水体不但能够产生强烈再悬浮,同时还将高浓度悬沙水体向上游输送、抵达闸下区域,这是造成建闸 河口水道淤积的主要原因。在上游开闸初期和后期,存在较强的盐度垂向梯度,水体层化特征显著;但当上游淡水量较大 时,流速迅速增强、再悬浮较为显著,水流可将高悬沙水体向外海输送,对河口水深的维持有利。     

入海河口闸下河道泥沙淤积危害评估研究

入海河口闸下河道淤积会带来防洪排涝安全问题、影响上游的排灌环境、恶化下游的通航条件、威胁水闸的正常运行等,本文主要针对其增大防洪排涝灾害风险进行探讨。首先介绍了海河流域主要入海河口和苏北里下四港闸下河道的淤积情况和排水能力的变化,然后根据闸下淤积影响因子、洪涝灾害发生频率和抗灾能力等指数建立了风险评估体系,以海河流域和江苏里下四河为例,划分闸下淤积危害为五级,分别为极轻危害、轻危害、中危害、较重危害和重危害。计算分析表明:海河流域的海河闸和永定河闸闸下河道淤积为较重危害,泥沙淤积为严重淤积;独流减河闸下淤积为中危害,泥沙淤积为相对严重淤积。江苏里下四河的射阳河闸和黄沙港闸闸下淤积为较重危害,泥沙淤积为严重淤积;新洋港闸和斗龙港闸闸下淤积为中危害,泥沙淤积为相对严重淤积。     

新沂河海口控制工程闸下河道冲刷试验研究

新沂河海口控制工程深泓闸闸下泓道长约１．３ｋｍ,河床由淤积历时较长的淤泥质粘性土组成。试验中首先取原状土土样,通过水槽试验确定起动流速,据此选择模型沙和进行模型设计。试验表明,下游河道冲刷主要由过闸水流及河口跌水造成,其中,前者形成的冲刷坑为设计的控制条件。根据试验结果认为,对于新沂河海口控制工程这样流量大、河口潮位低的闸下泓道,冲刷是不可避免的,建议放弃海漫防冲的方法,改设板桩截墙。试验中采用的某些观点和方法,对于淤泥质粘土海岸地区河口段闸下冲刷研究具有一定的参考价值。     

概念性河口及长江口淤积机制分析模拟

为了探求河口淤积原因,从概念河口的角度出发,通过概化河口形态建立概念性河口模型,以二维水沙数学模型为工具,模拟分析了5种河口淤积机制;建立了长江口水沙二维数学模型,对长江口区域水沙特征及淤积状况进行了模拟分析。研究表明,建立概念性河口有助于研究不同形式河口的淤积机制,对于长江口水域,其不同区域淤积机制不一,其治理措施也应有所区别,找出河口不同区域起主导作用的泥沙淤积机制,有利于人们更合理地治理河口。     

受风暴潮影响河口水域建闸的减灾效应研究

风暴潮对华南沿海及河口区域影响较大,随着社会经济的进一步发展,为减少风暴潮灾害损失,需采取必要的减灾措施。常见的减灾措施有加固堤防、提高堤防高程以及河口关键部位建闸等。本文以珠江河口白龙河水域为例,通过建立风暴潮数学模型,选择对珠江河口影响较大的典型风暴潮"9316贝姬"和"0814黑格比",论述了河口建闸相对于加固堤防或者提高堤围高程的减灾效应及优势。数学模型计算及论证表明:受风暴潮影响河口水域建闸的减灾效应明显。     

河口沙量平衡方程及其应用

本文从河口泥沙特征、潮流搬运过程出发,提出一个年周期的沙量平衡方程,并应用于江苏灌河口盐东控制工程挡潮闸闸下淤积估算。预报的闸下淤积量和嗣后工程建成并运行一周年后,天然原型实际淤积量相差不超过10％。本文提出的沙量平衡方程可用于国内一些类似的中、小河口的河床预测问题。     

潍河口水文特征分析

根据1997年和1998年两次潍河河口水文调查资料分析了潍河河口的水文特征及建闸截流的影响。结果说明,潍河是一个M₂潮占主导地位的不规则半日潮弱潮河口。上游建闸截流使得河口5、6月份的水温降低而盐度增高,并减少了口门内重力环流的出现机率。     

甬江建闸前后冲淤特性的初步数值模拟

本文建立了纵向一维和垂向二维两种泥沙运动数值模式,以模拟甬江建闸前后泥沙冲淤规律。模式成功地进行了三汊点(即宁波三江口)水力、盐度、泥沙要素的计算。应用一维模式计算,对甬江建闸前后泥沙冲淤特性及动力机理作了探讨分析;垂向二维的计算结果,说明了泥沙的垂向效应及其对冲淤的影响程度。模式结果也反映建闸后涨潮流阶段泥沙过饱和淤积状态加强,落潮流阶段泥沙次饱和冲刷状态减弱,此是造成甬江大量淤积的主要原因。     

利用潮汐动力减轻深圳河污染的水力条件计算分析

建立了深圳河非恒定流数学模型，模型中考虑了过闸水头突变的计算方法，采用拉格朗日法研究深圳河上游的罗芳污水处理厂和滨河污水处理厂所排出污水沿深圳河的运动过程，计算分析了利用潮汐动力减轻深圳河污染的水力条件。结果表明，深圳河口建闸3种不同调控方案下污水运移至深圳河口的总时间有所增加，这对于减轻深圳河的污染情况不利；从大鹏湾抽调清水以增加上游来水量则会大大缩短污水运移至深圳河口的时间，从而减轻深圳河的污染状况。     

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。     

黄海沿岸河口过程类比

本文通过对黄海沿岸几个主要河口的水文、泥沙和沉积特性的综合研究表明,黄海两岸河口的来水来沙条件和海洋动力条件有显著差异,使两岸的河口处在不同发育阶段,从而形成了不同的河口类型和对黄海沉积作用的不同贡献。长江河口的南移、黄河口的北徙以及一些河口建闸,改变了黄海沉积物冲淤分布的格局,也导致了黄海沉积速率的减缓。     

渤海湾海岸带开发对近海水环境影响分析

应用水动力学、水质数学模型,以渤海湾海岸带的几种典型开发活动--围海造地、海水淡化和河口建闸为例,模拟分析海岸带开发活动对渤海湾近岸海域水环境的影响.研究沿海围垦造成的潮通量、近岸流场水动力条件和污染物输移的变化;分析海水淡化工程浓缩海水的排放,高盐度高浓缩污染物对局部生态环境的影响;分析河口建闸后蓄积的污水排放方式对河口及近岸海域造成的影响,大量污水一次性排放会增大河口及近岸海域污染面积和污染程度.     

海河流域主要河口闸下通道风暴潮增水研究

建立东海-黄海-渤海大范围风暴潮二维数学模型,对9216台风风暴潮过程进行模拟,分析渤海湾造陆工程前后风暴潮增水对海河流域主要河口(海河口、永定新河口和独流减河口)闸下区域最高潮位的影响,并探讨有效降低河口闸下通道内风暴潮潮位的开发方式。研究表明:渤海湾围填海工程实施后,闸下通道内维持自然地形时,通道内最高潮位高于工程前;闸下通道实施地形开挖后,通道内最高潮位依然高于工程前,但较自然地形条件下抬高幅值有所减小。闸下通道结合开发建设港池航道等工程实施地形开挖,使得通道内水深增加,可降低通道内风暴潮增水幅度。