Bottom Sediment Transport in the Flood and Ebb Channels of the Changjiang Estuary

Nanxiaohong and Nangang main south channel are chosen as the typical flood and ebb channels. Hydrodynamics analysis based on field hydrological and sediment data is conducted with Gao-Collins model to analyse sediment transport trends. Also, the grain size distribution analysis of the bottom sediment sampled in Sep. 2001 is used as the base of the analysis. The result shows that the sediment in Nanxiaohong is from the rive mouth area. The sediment transports upwards with the flood flow which is stronger than the ebb flow, i.e., in the direction of SE-WN. The sediment in main south channel comes from upward. They transport downwards with the ebb flow. which is stronger than the flood flow, i.e., in the direction of WN-SE. The directions, sources and mechanism of sediment transport are identified according to comprehensive analyses of the observed data on hydrodynamics and sediment.     

用一维水力学方程求取泻湖水位及潮汐汊道断面流速——以海南陵水新村港为例

本文通过一维水力学运动方程及连续性方程,得出一个反映泻湖水位变化的二阶非线性有阻尼的强迫振动方程,采用龙格-库特四步格式进行求解,并以海南陵水新村港为例,计算了泻湖水位及潮汐汊道的断面流速.研究结果表明:(1)一维水力学方程可容易地求得泻湖-潮汐汊道体系中泻湖内的水位及汊道的断面流速,计算简单快捷.(2)一维水力学方程可分析潮汐汊道体系中的一些基本现象.如潮汐汊道对潮波的"过滤器"特征;由于泻湖-潮汐汊道体系的阻尼系数较大所导致的潮波自外向泻湖传播时衰减剧烈;径流对泻湖水位及汊道流速产生有利于落潮优势的影响;风可使泻湖水位抬升或下降等.(3)无论是否考虑泻湖与潮汐汊道面积随水位的变化,一维水力学方程都具有相当大的缺陷.由于其不能反映泻湖内地形的空间变化,也不能解决漫滩与归槽等过程,在外海潮波无次生波的情况下,它本身不能产生次生潮波,因而不能正确地反映潮汐汊道体系的涨落潮历时与流速不对称,从而不能分析泥沙的净输运及潮汐汊道的稳定性问题.(4)新村港泻湖-潮汐汊道体系中潮汐汊道的断面面积大小对整个体系的稳定性及演变趋势起着控制作用.     

Hydrodynamic Coefficients and Wave Excitation Forces for A Ship near A Quay

In this paper,the effects of a quay or a solid jetty on hydrodynamic coefficients and vertical wave excitation forces on a ship woth or without forward speed are discussed.A modified simple Green function technique is used to calculate the 2D coefficients while the strip theory is used to calculate the 3D coefficients. Wave excitation forces are also calculated with the strip theory. Numerical results are provided for hydrodynamic coefficients and vertical wave excitation forces on a 200000 DWT tanker ship. It is found that the quay has a considerable effect on the hydrodynamic coefficients and wave excitation forces for a ship.     

水动力学条件对鱼类生长影响的试验研究

以鲫鱼为研究对象,将其放入流速渐变环形水槽的不同水动力分区中进行实验,研究水动力学条件对鱼类生长的影响。通过对水槽流场的三维数值模拟,得到其中与鲫鱼生长相联系的水动力学细部特征,将模拟结果与实测流场数据比较分析,结果可靠。细部特征采用流速、流速梯度和动能梯度3个水动力学特征量进行量化分析,并结合鲫鱼相对日增长率,得到鱼类生长与水动力学特征量之间的定量关系。流速对鲫鱼有一个短期的胁迫作用,0.20m/s流速比较适宜鲫鱼的生长;鲫鱼的体重相对日增长率随着水流动能梯度增大而下降,两者呈现负相关性,0.009J/(kg·m)为鲫鱼生长所需动能梯度的一个阈值。通过量化鱼类生长对水动力学条件的需求,可为生态水利规划提供定量化的依据。     

水平旋流消能工水力学研究方法适宜性

为明晰原型观测、模型试验和数值模拟3种水力学研究方法对水平旋流消能技术的适宜性,基于公伯峡水平旋流洞体型,对比了3种方法的研究成果,得到各方法对不同参数的适宜性。结果表明:3种方法对宏观水流流态、旋流洞壁面压强、消能率的研究结果基本一致;模型试验和数值模拟的环状空腔长度与原型观测存在不同程度的差异,进而影响竖井内其他参数的准确性,工程设计中应对其进行必要的修正;数值模拟和模型试验是研究旋流空腔形态和旋流洞内流速的可行方法,能有效克服原型量测技术的局限,且数值模拟研究更具优势;1∶40及以上比尺的模型是研究起旋室通风井通风特性的有效方法。     

祁连山北麓梨园河沉积物粒径的变化特征与分析

对河流沉积物粒径顺流变小这一现象的解释经历了从磨损到选择性沉积的转变,并发现混合粒径沉积物在搬运中会伴随有"隐藏效应",水力分选作用会随"隐藏效应"的增强而减弱;另外,河流河床经常会发生由砾质向砂质的过渡,这与砂含量增加及砾石与砂在临界起动力上产生的分化相关。这些理论都需要大量的野外观测进行论证。文章以祁连山北麓发育的梨园河为例,以河道水力学参数和河床沉积物粒径为主要研究对象,对梨园河现代河床沉积物粒径向下游变化的特征及其影响因素进行分析。分析结果显示：选择性沉积是梨园河沉积物粒径向下游逐渐变小的主要原因;砂含量向下游的增加导致河床对砾石的水力分选作用发生重要转变,并伴随砾质河床向砂质河床过渡;梨园河上半段的水力分选作用要比下半段强,这与"隐藏效应"向下游的增加有关;上半段的沉积速率比下半段的高,导致上半段沉积物粒径向下游变小的趋势更为显著。     

基于MODIS数据的额尔齐斯河上游河冰物候研究

额尔齐斯河发源于中国新疆阿尔泰山南坡,是中国唯一流入北冰洋的河流.随着中俄"冰上丝绸之路"提出,额尔齐斯河通航具有重要意义,监测其河冰物候变化显得尤为必要.本研究基于2001—2018年MOD09GQ第2波段数据,分析了额尔齐斯河布尔津至斋桑泊段每年河冰物候信息,包括开始封河时间、结束开河时间、冰/雪最大覆盖时间、冰期...     

中国北方裂隙岩溶不资源开发和保护中若干问题的研究

我国由于人口多、水资源贫乏,裂隙岩溶水成为北方重要的供水不源。本文从裂隙岩溶水和裂隙岩溶含水层的水力特性出发,研究了裂隙岩溶水井的成井深度,裂隙岩溶水资源的特点,补给量和储存量对水资源开发的影响,裂隙岩溶含水层中污染物的运移特征和治理对策以及城市总体规划或选厂址时如何保护裂隙岩溶水资源等问题。本文以解决实际应用问题为目的,从地下水水力学的角度研究中国北方的裂隙岩溶水的开发和保护。     

欧拉-拉格朗日方法在三维水流模型中的时间阻力

在三维数模的实践中,发现使用欧拉-拉格朗日方法(ELM)离散对流项会引发计算水位随时间步长减小而增大的异常现象,本文结合数值实验和数学分析对其进行了阐明和研究。数学推导分析表明,这些异常是由于ELM中的线性插值与水平流速的非线性垂线分布之间的不适应所致,插值误差随着插值点离单元侧面距离的减小而增大。在此基础上,对异常现象的本质进行了解释。此外,通过使用垂向σ坐标网格上的三维水动力学模型进行计算,得出ELM的时间阻力现象具有普遍性,但对边界适应能力强的网格系统可以减轻其影响。