分汊河口地貌演变对整治工程的响应

以概化分汊河口为研究对象,针对两汊中长期地貌演变对整治工程响应的问题,采用平面二维数学模型对整治工程前后分别进行20年地貌演变模拟。分析结果表明:整治工程对落潮含沙量影响较大,工程汊道落潮分沙比有显著下降;整治工程主要导致工程汊道坝田区淤积和航道冲刷,同时也增加了非工程汊道的冲刷及淤积厚度;工程后工程汊道淤积量增加,冲刷量减小,冲淤总量减小,非工程汊道淤积量不变,冲刷量增加,冲淤总量增加。     

分汊河口形成的基本条件

河口分汊作为一种十分常见的河口形态,存在于众多自然界的河口中。河口出现分汊需具备两个基本条件:一是河口的向海淤积延伸,这实质上是河口湾的被充填过程及其延续;另一个是河口的展宽,因为过于窄小没有展宽的河口是无法形成分汊的。只有具有了上述这两个基本条件,河口分汊的形成才成为可能。     

科氏力对河口分汊的影响

以长江口、黄河口、珠江口、闽江口等几个分汊河口为例,分析了科氏力在河口分汊中的作用。结果表明,涨落潮流路分歧主要通过形成涨落潮冲刷槽和中央缓流区浅滩而逐渐使河口产生分汊;水面横比降则以横向环流和横向切滩两种形式,或堆积或冲刷,导致河口分汊。     

节点和岩岛对河口分汊的影响

本文主要论述作为先成边界条件的节点(包括矶)和岩岛对河口分汊的影响.指出节点和矶的分布和性质对河口能否形成分汊以及分汊形态等具有不容忽视的作用。表明单个节点易形成喇叭状的少汊河口,多个节点则易导致藕节状展宽及分汊河口,而节点位于口门,则不利于河口展宽而使得河口难以分汊。在研究河口岩岛对河口分汊的作用时,分别从珠江口、韩江口和闽江口三个分汊河口,分析了岩岛的数目多少、规模大小和分布状况,对导致河口形成不同分汊模式的影响。     

长江河口下段分汊口的组构模式

长江口自徐六泾以下呈三级分汉、四汉入海格局,比较稳定的径流过程和输沙过程、比较丰富的流域泥沙补给、中等强度的潮汐环境是长江口分汉水道形成、发育的主要水沙条件。分汉口态势变化对下游分汉水道的演变起着关键的作用。追溯了长江口南、北支、南、北港及南、北槽三个分汉口的变化过程,提挈出这三个分汊口在形态结构上的共同特征,概化出分汊口的“板块一沟槽”组构模式,阐述了诸“板块”的组合和分离、“沟槽”的生成和消失对分汊口态势变化的影响。     

河口大型围垦工程中龙口水动力特点

河口大型围垦工程围区吞吐潮量大,河口滩势条件复杂,龙口位置选择和极值流速确定是工程设计中的关键环节。以两个典型河口大型围垦工程龙口为例,从水动力分析角度提出合理的龙口平面选址和龙口渡汛时因地制宜的结构布置。在青草沙水库工程中,龙口位置的确定充分利用围区原有深槽的过流能力,以保证库区内外及时水交换,并兼顾到围堤实施顺序与工程区整体河势环境相协调,避免口门进出水引起工程河段滩地的大冲大淤,也确保了堤基安全。龙口渡汛需要面临长时间大潮汛过流考验,龙口流速大小决定了龙口结构的保护方案和后期的合龙方案,常规使用的堰流计算方法能较为准确地计算龙口流量和断面平均流速过程,数值模型能对大型龙口流速空间分布情况进行很好的模拟,是常规计算方法的重要补充。计算结果表明口门横向上中心流速大于口门两侧流速,在纵向上底坡内外两侧顶角处水流受重力作用加强,垂向断面收缩,在涨、落急时刻分别形成大流速区,是龙口结构布置时重点抗冲保护区域,需要设置抗冲性较强、自重大且联接牢固的护面材料。此外,同一潮周期内涨急流速通常大于落急流速也是其重要水动力特点。     

珠江蕉门分汊河口分流比水槽实验研究

作为珠江主要的泄洪排沙口门,珠江蕉门主要承泄西北江的径流和泥沙,与虎门通过横向汊道凫洲水道连通,其分水分沙的比例对粤港澳大湾区防洪及通航安全至关重要。针对凫洲水道分流比问题,本文基于蕉门分汊河口的形态特点及地貌特征,设计系列水槽实验,探究凫洲水道分流比、分流比影响因子及其变化趋势等。结果表明：在保证宽度比、深度比和流量比均相似的情况下,该水槽实验可较高精度地模拟蕉门分汊河口分流比。凫洲水道分流比受到蕉门与虎门共同影响：虎门与蕉门的相对流速比越大,凫洲水道分流比越大,其主汊地位越明显。在现有的地貌特征条件下,凫洲水道主支汊转变的阈值是虎门与蕉门相对流速比,约为0.35。研究成果可为蕉门整治、保障其行洪通航安全等提供参考依据。     

珠江磨刀门河口潮汐动力变化对人类活动的响应

磨刀门河口是珠江流域西江的主干入海口, 20世纪80年代以来受到网河区无序采砂和磨刀门整治工程的双重影响, 潮汐动力必然发生相应的调整。本文基于多年的水文资料, 结合统计分析、调和分析和数值模拟的方法, 对近五十年以来磨刀门河口的潮汐动力变化过程及其对人类活动的响应进行研究。结果表明, 20世纪80年代以前, 磨刀门河口总体上呈现出高、低潮位缓慢上升、潮差逐渐减小的趋势, 潮汐动力变化呈现出径流优势型入海口门水道向海延展的自然演变趋势; 20世纪80年代以来, 网河区无序采砂使水位下降、诱使潮汐动力增强, 磨刀门整治工程使水位上升、潮汐动力减弱, 由于河口不同段受到人类活动以及外海潮汐多年变化和海平面上升的干扰程度不同, 其潮汐动力变化呈现出不同特征。近口段受网河区无序采砂影响较大, 水位下降, 潮汐动力增强; 河口段受两种人类活动的双重影响, 水位上升, 在整治工程期间(1983—1993)潮汐动力减弱, 在整治工程后(1993—2003)受网河区无序采砂的影响潮汐动力增强; 口外海滨段受外海潮汐多年变化和全球海平面上升以及整治工程的共同作用, 水位上升, 潮汐动力减弱     

陆海统筹背景下河口水生态环境整治修复协同机制研究

为促进我国生态环境治理和生态文明建设,文章分析我国河口水生态环境整治修复在法律规范、技术标准、技术手段、监测体系以及主体和资金等方面的现状和存在的问题,针对完善河口水生态环境整治修复协同机制提出建议。研究结果表明：在陆海统筹背景下构建河口水生态环境整治修复协同机制,应完善基本法顶层设计,加强单行法具体指导;建立协商、合...     

河网型分汊河口分流比影响因素探究以珠江蕉门口为例

珠江蕉门河口是典型的河网型分汊河口,是珠江口重要的泄洪排沙通道,其分流比变化对珠江三角洲地貌演变、防洪与航运等至关重要。本文基于蕉门近期地貌形态,以凫洲水道落潮分流比为研究对象,设计系列水槽实验,选取分汊河道断面形态与分汊角两个影响因素进行敏感性分析,探究河网型分汊河口分流比随上述因子的演变规律。结果表明：在分汊河道断面形态稳定的基础上,凫洲水道分流比与虎门、蕉门相对流速有较好的相关关系,受两口门绝对流速的影响较小;分流比与蕉门南水道水深呈负相关,与凫洲水道水深呈正相关;分汊角在30°～65°区间内,分流比与分汊角呈负相关,分汊角在65°～75°时,分流比与分汊角的正负相关关系在流速比V = 0.7前后转换;通过量化各变量敏感性,分别得到凫洲水道分流比增大或减小对上述因子的敏感性大小。研究成果可为蕉门整治工程提供参考依据。     

灌河口潮汐不对称数值模拟研究

建立灌河口平面二维潮流数字模型,并在灌河口口门至陈家港河段沿程布置5个采样点和3个横向断面,通过对各采样点一个月数值模拟结果进行调和分析,得出灌河口M2分潮及其主要倍潮的基本特征,然后利用潮位-流速关系图及通过对动量方程中各项的统计计算,研究了灌河口潮波运动的基本动力平衡、M2的主要倍潮的产生机制及其对潮汐不对称现象的影响。研究认为:灌河口潮汐潮流均属正规半日潮型。M4、M6分潮对于灌河口潮波变形有着重要的影响,M8分潮除在浅滩处外对潮汐不对称的影响很小。在深槽处M4分潮导致最大落(涨)潮流速减小(增大),最大涨(落)潮流速与最高(低)潮位之间的相位差增大。M6分潮的影响与M4基本一致,但其作用明显小于M4分潮。在浅滩处M4分潮导致最大涨落潮流速均大于M2分潮的值,M6和M8分潮使最大涨落潮流速均出现在高潮位附近,但M6、M8使最大涨潮流速减小,而使最大落潮流速增大。外海边界处倍潮波的传入对于口门附近的潮汐不对称有一定影响。M4和M6分潮导致灌河口的潮汐不对称表现为涨潮主导型,潮波运动主要受到压强梯度力、非线性对流和底摩擦力,三者与局地惯性力构成灌河口的基本动力平衡,摩擦力并不是最重要的作用力。     

Tidal modeling of the Hudson-Raritan estuary

Tidal flow characteristics in the Hudson-Raritan Estuary are studied with a two-dimensional, depth-averaged finite difference model. Rivers are modeled as one-dimensional channels with variable width and depth and are calculated as part of the two-dimensional calculations at no extra computational cost. An extensive comparison of numerical, tidal calculations with observational data than has previously appeared in the literature is presented. Computed velocity and tidal elevation fields compare well with observations. Comparison with observations at the Sandy Hook-Rockaway Point transect indicates that the barotropic tidal residual current contributes significantly to the overall steady circulation in the harbor. The residual current is mainly induced by the coastal geometry and bottom topography through the nonlinear inertia effects.     

温州鳌江近海建设工程环境影响潮汐潮流数值模拟(英文)

收集了近年来鳌江口附近海域多个工程不同阶段5个潮位站的3~5年潮位实测数据和部分海流实测资料,通过对鳌江口附近海域的不同年份的水位资料进行潮汐调和常数分析,鳌江近海海域主要为半日潮区,其中M2分潮的振幅在170 cm~193 cm;迟角在260°~280°之间,这些站的2007年、2010年、2011年调和常数分析结果相比,主要的半日分潮M2、S2、N2,全日分潮K1、O1及浅水分潮M4、MS4、及M6等分潮振幅、迟角的最大变化分别在1.8 cm~4.4 cm和3°~7°之间。在初步掌握了鳌江口潮汐潮流特征的基础上,采用无结构的三角形网格和有限体积法的FVCOM海洋数值模型,进行模拟结果验证,计算结果与实测数据符合良好。构建重点年份建设工程合拢产生新的岸线水深的潮汐潮流场,刻画鳌江口建设工程的叠加影响。     

长江口整治工程对盐水入侵影响研究

根据实测资料分析了长江口的盐水入侵问题。采用调和常数得到外海控制潮位,用流量控制上游边界,建立了长江口、杭州湾及邻近海域正交曲线坐标系下的二维潮流和盐度数学模型。模型验证了长江口洪、枯季时大、中、小潮的潮位、流速、流向和盐度,较好地模拟了口外顺时针旋转流和口内往复流的特征,反映了外海盐水入侵和北支盐水倒灌的运移特性。在此基础上对长江口综合整治规划方案进行了研究,讨论了整治工程对减轻长江口盐水入侵的作用。     

黄茅海内治导线对潮汐要素影响的试验研究

通过物理模型试验 ,研究了黄茅海内不同治导线对潮汐要素的影响 ,得出治导线对河口湾内的潮位变化随着上游径流量的增加而逐渐减弱的结论。中水大潮时 ,湾顶与湾腰处高潮位降低 ,低潮位抬高 ,其幅度与治导线进占的海域面积成正比。洪水大潮时 ,高潮位一般也降低。低潮位则有时降低 ,有时有所抬高。河口湾治导线实施后 ,涨潮最大流速、平均流速和落潮平均流速均有所减小 ,但落潮最大流速不减反增。涨、落潮潮量有不同程度的减少 ,其减幅与治导线的进占规模成正比。各站的高、低潮位发生时间都有前移趋势 ,治导线越往外推 ,潮时前移量就越大。本文对这些现象的成因进行了分析 ,并就潮位、潮流速及潮流量的变化对防洪水位和交通航运水深的影响作了阐述。     

河口整治工程建筑物局部冲刷试验研究

采用正态系列模型延伸法,通过试验研究了长江口深水航道治理一期工程丁坝坝头、北导堤头部的局部冲刷深度和范围,试验结果预报了丁坝坝头和北导堤头部的冲刷深度,并得出了合理的防护范围,随着长江口深水航道治理工程实施,试验结果得到较好的实践检验。分别采用稳定流和潮汐往复流试验方法,比较了不同试验水流条件的丁坝坝头冲刷深度,通过原型沙和轻质沙的比较试验,比较了系列模型延伸法采用不同模型沙得出试验结果。     

Hydrodynamic effect of the regulation project of Yangtze River deepwater channel downstream of Nanjing

A two-dimensional flow numerical model of the tidal reaches, which total length is more than 700 km, is established from Datong to the Yangtze River estuary. The tidal levels, velocities, diversion ratios and dynamic axes before and after the separate regulation of each reach and combined regulation of all reaches are obtained. The comparative analysis shows that the regulation project of a separate reach basically has no impact on velocity distributions and variations of diversion ratios of upper and lower reaches, the variations of dynamic axes are only within the local scope of the project. The regulation project of a separate reach also has less impact on the water level in the lower adjacent reaches, but will make the water levels in the upper reaches rise. After the implementation of the regulation projects for all reaches, the rise of water level in the upstream reaches will have a cumulative impact.     

Distribution pattern of zooplankton in the han river estuary with respect to tidal cycle

The monthly distribution of zooplankton communities in Han River estuary was investigated at two stations from July 1998 to June 1999. Monthly mean abundance of total zooplankton varied remarkably, with the range from 20 indiv.·m^-3 to 19,600 indiv.·m^-3. During the study period, dominant species of zooplankton community were dinoflagellateNoctiluca scintillans, copepodsParacalanus indicus, Paracaanus crassirostris, Acartia hongi, Acartia ohtsukai, and meroplanton cirriped larvae. According to tidal states, relative high abundance occurred at high tide without regard to season. The temporal distribution of abundance implied that the reduced salinity probably limited the zooplankton populations and the fluctuations of salinity were an important factor in the variation of abundance. However, the results of salinity tolerance test shows that the variations in salinity do not directly influence the decrease of abundance. This study shows that the relatively high abundance of zooplankton near high tide seems to be related with the expansion of abundant zooplankton inhabiting Incheon coastal waters through tidal currents.