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。     

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。     

淤泥质海岸近海风电塔基局部冲刷计算研究

在淤泥质海岸修建近海风电塔基时,局部冲刷深度是设计的主要参数,目前相关研究成果较少。针对苏北淤泥质海岸拟建的响水近海风电塔基,选取自然条件相似的胜利埕岛油田海洋平台桩基局部冲刷现场观测资料,对常用的三种桩基局部冲刷公式进行了验证比较,推荐较为适宜的计算公式。在此基础上,提出了考虑波浪作用的改进方法,并对响水近海风电塔基的局部冲刷深度进行了计算。研究结果表明:1)经过对比分析,韩海骞公式较为适宜用来计算淤泥质海岸近海风电塔基的局部冲刷深度;2)对于淤泥质海岸近海风电塔基来说,波浪作用较为重要,不可忽略,可以采用波生流的方法加以考虑。     

第一次中美合作开展淤泥质海岸研究

由河海大学与美国佛罗里达大学合作开展的淤泥质海岸研究,历时五个寒暑,取得大量宝贵的第一手资料,初步了解到淤泥质岸滩在海岸动力因素作用下的岸线演变、泥沙运动规律等。这对于开发我国海岸带及滩涂资源,开展河口整治、港口建设,促进沿海地区经济发展,具有重要意义。 由于我国大陆特有的西高东低的自然地理特点,大大小小的江河汇入大海,每年约有20亿吨泥沙随之进入沿海,首先淤积在河口,形成淤积型海岸。因淤泥质海岸的泥沙颗粒     

河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程??

水动力、细颗粒泥沙过程是淤泥质河口海岸变化的重要物理过程 ;并具有这样的特征 :强密度梯度、高度不稳定和非均匀流、高浓度泥沙、底床与流相互作用、难确定的底床／水界面。淤泥质河口海岸水动力、细颗粒泥沙过程的研究主要起因于：１）海洋科学的基础理论研究 ;２）港口航道的建设、维持（整治、疏浚）、海岸防护工程实践等需要。就淤泥质河口海岸水动力、细颗粒泥沙过程而言 ,水流最重要的部分是底部边界层。为计算河口海岸水流中的底床切应力 ,必需考虑边界层。在淤泥质河口海岸底部边界层内 ,强劲的潮流、波致流可以引起淤泥底床沉积…     

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。     

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。     

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     

基于Landsat影像的茅尾海河口地貌演变研究

为了揭示茅尾海河口1987~2015年间的地貌格局演变和冲於演变,基于Landsat TM/OLI等多期遥感影像,结合海图、波段比值线性水深反演模型,对28年来茅尾海河口面积变化、地貌类型转换趋势、地貌冲淤演变过程进行了分析。研究结果表明:在1987~2015年间河口面积逐渐缩小;地貌类型转换趋势方面主要表现为潮沟向淤泥滩、河口沙坝的转化,淤泥滩向红树林滩转化;地貌冲淤演变方面,红树林滩淤积面积较大,达20.78km²,淤泥滩的冲刷作用显著,冲刷面积达26.78km²。研究结果可为未来茅尾海资源的开发建设、整治保护提供理论依据。     

沿海挡潮闸闸下淤积分析与疏浚技术

近年来随着流域水资源利用率的提高,下泄流量逐年减少,粉沙淤泥质海岸带挡潮闸闸下港道淤积加重,且日趋板结,仅靠水力冲淤已无法满足防洪排水的要求,机械疏浚愈来愈重要。通过对挡潮闸闸下淤积特性及发展趋势、常用防淤减淤措施、河床疏浚标准、疏浚技术及时机的分析,论述了只有进行基础试验,找出淤积规律,选择最佳时机,控制闸门运行,充分利用水力冲淤,同时加强测量观测,确定合理施工标准,采用科学疏浚方法,才能使港道淤积危害降低到最小。     

Experimental Study on Scours Downstream of Floodgates

The river reach downstream of a floodgate at the estuary of the Xinyihe River is about 1.3kmlong.and the riverbed is composed of clotty clay.In the experiment,soil samples are taken from the con-struction site,and the incipient velocity is determined in a laboratory flume,and it is used to design thescour model and to select model sand material.The experimental results show that scours below thefloodgate is unavoidable due to large discharge and low tidal level.Scours is caused by two factors:the rap-id flow passing though the floodgate and the water drop near the river mouth during low tide.and thescour below the floodgate is more critical to the structural design.It is suggested that anti-scour wallsshould be used instead of riprap.The ideas and methods adopted in the experiment can be used asreference in the study on river scour under similar conditions.     

黄河水下三角洲沉积物输运及海底冲淤研究

根据黄河水下三角洲的特点,建立了一个垂直平均二维沉积物输运数学模型,结合潮流和沉积物资料,模拟研究了沉积物输运机制和海底冲淤演变过程。模拟结果表明,垂直河口射流的潮流决定了本区沉积物净输运的总体格局,风应力对悬浮泥沙和推移质泥沙运动也起到重要作用。潮流底应力和活动层厚度分布表明,黄河口门和埕岛油田附近海域是潮流底应力和活动层厚度高值区,为沉积物活跃区,海底稳定性弱,易于侵蚀再搬运。冲淤计算表明,埕岛油田附近海域为冲刷中心区;现在河口水下三角洲在断流时为冲刷区,正常行河时则转为淤积区。     

黄河钓口河口行水期泥沙输运过程的三维数值模拟

由于钓口流路行水时期普遍缺乏对河口和近海的系统观测,基于1976年黄河三角洲实测水深数据和汛期水沙数据,采用EFDC三维数值模式对钓口河口泥沙沉积动力过程进行了数值模拟研究。模型结果表明,钓口河口的羽状流和异重流的时空分布具有显著的潮周期变化特征。受与岸线平行的涨落潮流作用,表层羽状流的侧向摆动幅度较大,河口羽状流输沙主要平行于岸线方向,跨等深线的泥沙输运受到限制。汛期黄河入海的高浓度泥沙在钓口河口形成潜没的异重流,在底层沿河口轴线向北输运泥沙至三角洲前缘区域,泥沙输运通量比表层羽状流的输送通量高出一个数量级,且随着离岸距离的增大而呈指数形式快速衰减。随着水深增大,单宽泥沙通量的衰减速率逐渐减小。计算结果显示,由于汛期高浓度泥沙入海,钓口河口的异重流稳定存在,导致约75%的入海泥沙沉积在10 m水深以浅的区域,25%的入海泥沙淤积在三角洲前缘外侧,异重流过程对汛期钓口河口泥沙向深水区输运和沉积具有控制作用。数值模拟结果与前人根据水深变化揭示的三角洲冲淤分布格局一致,与钻孔的沉积记录基本吻合。     

长江下游大型沉井基础局部冲刷计算公式研究

大型沉井基础在长江下游大跨径跨江大桥工程中应用越来越多,基础局部冲刷深度预测是设计时需要重点考虑的问题之一。国内外对桥梁基础局部冲刷做了大量的研究并建立了局部冲刷计算公式,由于长江下游大型沉井基础规模越来越大,原有局部冲刷深度的预测公式存在一定的局限性。在常泰大桥超大沉井基础局部冲刷试验成果的基础上,结合长江下游南京以下跨江大桥沉井基础局部冲刷试验成果,通过量纲分析及多元回归法建立了大型沉井基础局部冲刷计算公式,并应用试验资料及实测资料进行了较好的验证。该公式计算结构简单,可供长江下游大型沉井基础局部冲刷深度估算参考和应用。     

Modeling residual circulation and stratification in Oujiang River estuary

A 3D,time-dependent,baroclinic,hydrodynamic and salinity model was implemented and applied to the Oujiang River estuarine system in the East China Sea.The model was driven by the forcing of tidal elevations along the open boundaries and freshwater inflows from the Oujiang River.The bottom friction coefficient and vertical eddy viscosity were adjusted to complete model calibration and verification in simulations.It is demonstrated that the model is capable of reproducing observed temporal variability in the water surface elevation and longitudinal velocity,presenting skill coefficient higher than 0.82.This model was then used to investigate the influence of freshwater discharge on residual current and salinity intrusion under different freshwater inflow conditions in the Oujiang River estuary.The model results reveal that the river channel presents a two-layer structure with flood currents near the bottom and ebb currents at the top layer in the region of seawater influenced on north shore under high river flow condition.The river discharge is a major factor affecting the salinity stratification in the estuarine system.The water exchange is mainly driven by the tidal forcing at the estuary mouth,except under high river flow conditions when the freshwater extends its influence from the river’s head to its mouth.     

黄河口羽状流对调水调沙的响应

本文基于2010年MODIS卫星遥感数据,研究了黄河口海域海表温度(SST)的季节性变化,分析了调水调沙期间黄河口羽状流向海扩展的时空变化,揭示了黄河口羽状流对调水调沙的响应。研究结果表明:海表温度主要受太阳辐射和临近大陆气候的影响,夏季秋季高,春季冬季低,四个季节羽状流扩散范围都较小。调水调沙期间,羽状流向海传输方向发生摆动,由北向逐渐向东偏转至正东方向,最后又转为北向。随着径流量的增加,羽状流扩散范围和传输距离也迅速增大,传输距离与径流量呈较好的对数线性关系。此外,潮汐变化也会影响羽状流的传输方向和输运距离。     

黄河三角洲潮滩高浓度悬浮沉积物的控制因素

黄河口潮滩以其悬浮沉积物浓度高而闻名。但是,目前对其高浓度悬浮沉积物的控制因素和来源的了解尚不清晰。因此,本文基于黄河口潮滩上为期7天的水动力(水深,波高和水流速度)和悬浮沉积物浓度观测,对黄河口潮滩不同海况下悬浮沉积物的控制因素和来源进行分析。数据显示,在大部分时间里,黄河口潮滩处于1级海况下(波高小于0.1m),SSC的变化范围为0.1-3.5 g/L,潮流的沉积物输运为悬浮沉积物的主要来源。但是,当水动力作用增强并且导致海底发生大规模侵蚀时,再悬浮沉积物成为了悬浮沉积物的主要来源,水体中的悬浮沉积物浓度可达到17.3 g/L。我们发现悬浮泥沙通量主要受平流输运的控制,而波浪引起的切应力也可通过影响悬浮泥沙浓度影响悬浮泥沙通量的变化。在观测期间, 1级海况下,流致再悬浮沉积物浓度(RSC)大于波致RSC。与此相反,在2级海况下,波致RSC大于流致RSC,例如,在观测期间出现的单个波浪事件导致6小时内海床被侵蚀了11.8 cm。该研究揭示了河控河流三角洲潮滩附近高悬浮沉积物浓度的不同控制因素,并有助于我们更好地了解三角洲的沉积和侵蚀机制。     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(Ⅰ)——模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。     

长江口水下三角洲演变规律及河势控制初探

长江河口区水下三角洲的稳定关系着河口区域滩涂湿地的保护、经济社会的发展,研究长江河口区水下三角洲的变化规律,制定相应的控制对策有着重要的意义。基于长江河口区水下三角洲近40年的4个测次的地形资料,采用平面形态与断面形态分析相结合的方法,探讨了长江河口区水下三角洲的变化规律和相应的控制对策。总体来看,受入海沙量减少的影响,长江河口区水下三角洲前缘10～20 m等深线之间的区域冲刷明显。崇明东滩沙体总体变化不大,横沙东滩、南汇边滩在圈围工程影响下,面积有所淤长。横沙浅滩、九段沙窜沟发育,切割洲滩,沙体稳定性受到威胁,建议对横沙浅滩、九段沙实施守护,以控制长江河口区河势稳定。