非线性弥散效应及其对波浪变形的影响

针对Hedges,Kirby和Dalrymple提出的非线性弥散关系的修正式在浅水区存在的较大偏差的问题，给出了一个在整个水深范围内具有单值性的非线性弥散关系。比较可知，它具有在深水与中等水深逼近二阶Stokes波的弥散关系式，在浅水较Hedges,Kirby和Dalymple的修正表达式与Hedges的关系更加吻合的优点，且形式简练，用近似该非线性弥散关系的显式表达式，结合弱非线性效应的缓坡方程，得到考虑非线性弥散影响的波浪变形模型。数值模拟结果表明，用新的非线性弥散关系得到的模型对复杂地形进行模拟的结果和实测结果吻合很好。     

Analysis of Wave Nonlinear Dispersion Relations

1. Introduction The application of the equation taking into account the weak nonlinearity along with the specificboundary condition is a very important and feasible way to study the wave field influenced by weak non linearity, including refraction, diffraction and shoaling. Results of study show that the method can givesufficient accuracy for practical purposes (Booij, 1981; Hedges, 1987; Choi, 1995; Dingemans,1997; Zhu and Hong, 2001; Li and Yu, 2002; Inan and Balas, 2002; Sun and Ga…     

永定河中下游廊固凹陷北部ACX02 钻孔地层年代学研究

第四纪地层年代学格架的建立对于区域地层对比及古地理环境演化研究具有重要意义。通过分析永定河中下游地区廊固凹陷北部后王各庄村ACX02钻孔378 m岩芯沉积物的结构构造、岩性组合特征,应用测井曲线及古地磁、AMS14C、OSL测年方法,对ACX02钻孔剖面进行详细地层划分、沉积相研究及地层年代学格架的建立。结果表明,岩芯记录了布容正向极性时、贾拉米洛极性亚时、奥尔都维极性亚时和高斯正极性亚时,地层从老到新依次为:下更新统（Qp1）以河道相、泛滥平原相沉积为主,底界260 m;中更新统（Qp2）以湖沼相沉积为主,底界76.7 m;上更新统（Qp3）主要为河道相沉积,底界59.7 m;全新统（Qh）主要为泛滥平原相沉积,底界15.45 m。      

北京大兴凸起南部PGZ05钻孔剖面第四纪磁性地层学

对北京大兴凸起南部PGZ05孔(孔深255 m)全孔岩心进行了磁性地层、岩石地层、AMS14C测年研究,在系统性的古地磁样品采集(440块岩样)、处理和测试基础上,分析认为255 m的岩心记录了布容正向极性时(Brunhes)、贾拉米洛(Jaramillo)极性亚时、奥尔都维(Olduvai)极性亚时和高斯正极性时(Gauss)。在此磁性年代框架上,结合AMS14C测年及岩性特征,对PGZ05钻孔剖面进行第四纪地层划分,确定下更新统、中更新统、上更新统和全新统的分布深度及年代,将更新统的底界(Q/N)定位于181. 35 m处,亦为一重要岩性(棕红色半固结黏土)界限,中更新统、上更新统、全新统的底界分别定位于75. 60 m、57. 20 m、17. 35 m处。研究成果为大兴凸起南部第四纪地层划分与对比、古地理环境演变及区域地层研究提供了可靠的地层年代学框架,具有重要地质意义。     

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     

近岸区域波流耦合作用的数学模型

本文提出了一个讨论近岸波浪和波生流耦合作用的二维数学模型。在波浪场中运用波数矢量无旋和波作用量守恒方程求解波浪在波生流作用下的折射、绕射变形,以辐射应力作为波生流场的驱动力,考虑地转柯氏力和海底底摩擦的作用。文中采用Dingemans（1987）的地形对波流耦合作用进行了分析。数值计算结果表明波流耦合作用对近岸波浪场和波生流场的影响比较显著,在工程实际上应当综合考虑波流耦合问题。     

波浪非线性弥散关系及其应用

针对Hedges及Kirby等对Kirby和Dahymple的非线性弥散关系的修正关系,在小波陡时中等水深范围存在较大偏差的问题,给出了一个新的非线性弥散关系。比较可知,新的关系在小波陡时减小了中等水深范围内50％的误差,而在大波陡时能够保持其单调性,且形式上更为简练。将其应用于含弱非线性效应的缓坡方程进行数值验证,结果表明,采用新的非线性弥散关系得到的计算结果与实测结果更为吻合。     

BOM的动边界改进及其应用

针对河口海岸数值模拟的动边界问题,使用了一个简便的干湿网格法,对BOM(Burgen Ocean Model)模型进行了动边界改进。并将该模型应用于瓯江口海域进行数值模拟计算,计算结果表明实测值与计算值吻合良好,模型能够较好的模拟岸边界随潮位涨落的变动。     

苏北近海水动力场及污水稀释扩散的模拟

针对苏北辐射沙洲海域,通过数值计算,模拟了其水动力场;并利用实测数据对模拟结果进行了验证,分别就大、小潮情况下的流速、潮位及潮流变化特征进行了分析研究.在潮流场基础上结合苏北辐射沙洲附近海域污水排放情况进一步模拟了陆源排放污水的稀释扩散场,分别就两种典型污水排放量下污染物的稀释扩散范围及污水扩散场作了比较分析.结果表明,正交曲线网格能较好地拟合岸线,利用ADI法离散求解正交曲线坐标系下的控制方程,能够有效地对苏北辐射沙洲水动力场进行模拟;受太平洋前进潮波与黄海驻潮波的影响,苏北辐射沙洲岸外南向近岸流和长江冲淡水入海后形成的北上近岸流在弶港交汇,其水动力场以弶港为中心辐聚辐散,形成向外逸散的放射状150°扇面;涨潮平均流速略大于落潮平均流速,落潮流历时略大于涨潮流历时,形成辐射状定向往复流.利用水动力场基础上建立的污染物输运模型模拟污水的稀释、扩散场等值线分布,并计算污染物的稀释情况.在规划的3 000 m3/h污水排放量下,涨潮阶段,排污口A附近污水沿大丰港附近的深槽稀释扩散,排污口C附近污水自N、NE、E和SE方向扩散,污水稀释度等值线向外海有一定的扩展,但相对不明显;落潮阶段,在苏北南向近岸流和长江冲淡水入海后形成的北上近岸流作用下,包络线向北及向东突起,污水稀释度等值线在落潮过程中达到最大.在规划的5 400 m3/h污水排放量下,排污口附近的稀释度等值线范围明显增大,其中排污口A和B附近稀释度等值线相互包络,落憩时刻污水稀释包络范围达到最大.在小潮过程,污水稀释扩散情况和大潮的潮周期过程较为相似,由于潮流较弱,稀释度范围相对小于大潮情况,各阶段的污水扩散范围变化较大潮时小.苏北近海海域内潮汐强、潮差大,潮间带广阔,排污口附近海域的水动力场对污水有较强的稀释、扩散作用.利用苏北海域的水动力条件及物质输运规律科学地排入污水,充分发挥其自净能力,既可改善海域内水污染状况,促进当地经济的发展,又可节省相应的污水治理费用.因此,探讨该海域的水动力变化特征及污水稀释扩散规律是必要的.