近30年来长江口水下三角洲地形演变与受控因素分析

利用长江口1982-2010年间4个年份的高精度实测地形数据、大通站输沙量数据以及河口工程建设信息等,分3个阶段研究了长江口整体冲淤规律、不同分区冲淤变化时空差异、重点断面垂向冲淤特征、水下三角洲重要区域 (崇明东滩、横沙浅滩、九段沙以及南汇东滩) 的演变趋势与受控因素。结果表明：(1) 近30年长江口整体上表现为略微冲刷,冲刷面积占51.83%,在3个阶段中呈现出“冲刷—淤积—再冲刷”的冲淤演化态势,且冲淤变化时空差异显著,仅长江北港区为持续冲刷。(2) 崇明东滩和横沙浅滩东侧和北侧、九段沙北侧以及南汇东滩的5 m以浅区域以垂向淤积为主,而崇明东滩和横沙浅滩南侧、九段沙东侧和南侧的5 m以浅区域则以垂向冲刷为主。(3) 长江口重要区域2 m和5 m等深线包络面积整体上是不断增加的,1982-2010年时段内年均增加量分别为10.42 km²/a和7.99 km²/a,但各分区则表现不一致;10 m等深线包络面积在整体上及各个分区内均表现为明显减小;15 m等深线包络面积变幅较小,基本保持稳定状态;(4) 受河口工程建设影响,仅崇明东滩水下三角洲等深线包络面积减小的趋势与大通站输沙量减少趋势相同。主要结论：从长江口水下三角洲等深线包络面积和分布形态的变化看,基于目前上游输沙量持续减少的宏观自然背景下,大规模的河口工程建设对近年来长江口水下三角洲演变的控制作用日益明显。     

雷达资料时间循环同化应用于闪电落区等研究初探

为研究夏季雷暴天气条件下的对流、降水、闪电的发展过程,有效使用高时空分辨率的遥感手段,如多普勒雷达、闪电定位仪等,利用中尺度数值模式ARPS及敏感的数据同化系统ADAS将VCP21模式下每6 min一次的雷达基数据资料进行时间循环同化,模拟得到相对可靠的三维空间、每10 min输出一次的对流云初步性态描述信息;进而结合目前公认的感应及非感应起电机制,通过云中电场强度与同化得到的云内相态模拟资料之间粗略微分关系,设定放电阈值,初步得到放电主要落点等信息;把本次模拟结果与江苏省闪电定位系统(LLS)实测资料做了对比,发现二者具有一定的可比性:(1)实测30 min内共有78次闪电,感应起电机制下共模拟出40次,非感应起电下有76次且首发时间较早。这也说明了非感应起电机制更易于雷暴云内电荷的衍生;(2)30 min内两种机制下模拟得到雷电发生的主要位置差别不大,和实测基本一致。     

塔里木河干流裁弯工程原型河道观测结果分析

通过对塔河裁弯工程段河道原型段多次观测结果的分析与对比,从测量角度上探讨河道、河势变化规律,并对原型河道观测方案提出建议,为在塔河流域进行类似工作积累了经验。     

长江口12.5 m深水航道回淤年际变化及成因

长江口12.5 m深水航道回淤量大,影响因素复杂。利用2011-2017年长江口航道水下地形、水文测验和航道回淤等系列资料,研究了12.5 m深水航道回淤的年际变化过程和原因。结果表明:① 12.5 m深水航道回淤总体呈现稳中下降的变化特征。②南港-圆圆沙段因航道滩槽高差的缩小和上游底沙输沙量的减少,回淤呈逐年减少态势。③北槽段因南坝田挡沙堤加高工程的实施和台风影响偏弱,2016-2017年回淤较此前有所减少;径流影响北槽最大浑浊带的发育部位,进而影响北槽航道回淤的部位,2016-2017年长江口径流量偏大是北槽航道主要回淤部位较往年偏下的主要原因。④流域减沙对12.5 m深水航道回淤的影响已开始显现。未来受其影响,南港-圆圆沙航道回淤有望进一步下降并维持较低量值,北槽航道回淤有望维持稳中下降态势。     

水沙调节后三峡工程变动回水区泥沙冲淤变化

长江上游溪洛渡、向家坝等水电工程的建设,改变了进入三峡水库变动回水区及库区的水沙环境。上游水库水沙调节后,变动回水区的泥沙淤积情况将会发生相应变化。在分析三峡工程变动回水区水沙特性的基础上,应用建立的适合多连通域的贴体正交曲线坐标系下的二维水沙数学模型,根据三峡工程初步设计阶段选定的1961-1970年(简称60系列)及上游水库水沙调节后的水文系列及相应进出口边界条件,预测了重庆主城区河段100年泥沙冲淤的时空变化规律。研究表明,60水沙系列条件下,该河段淤积比较严重,淤积主要位于岸线凹凸不平的弯沱、回流区及河道的宽浅河段;上游水沙调节后,仅局部岸线凹凸不平的弯沱有少量泥沙淤积,主城区川江段的淤积量仅为60系列的17.4%,嘉陵江段仅为60系列的10.3%,这对三峡水库有效库容的保持及主城区河段岸线利用有利。     

填海工程建设前后丹东港海域泥沙冲淤变化特征与成因分析

利用近年来水深地形数据和2010年全潮水文观测资料分析了丹东港海域在填海工程建设前后的冲淤变化特征,并阐述了冲淤变化的成因,以对该类型海域海洋工程的选址和海洋环境保护等提供科学依据。研究结果表明,研究区海底在工程建设前除靠近大东作业区的岬角处冲刷较大外,其他海域整体冲淤厚度小于0.2 m/a。工程建设后海底冲淤格局发生重新分布,主要表现在工程南侧普遍冲刷和东侧航道内及西南侧海域的淤积。利用刘家驹公式计算了工程建设前后的航道回淤强度,计算结果表明:工程后A点年均淤积厚度减小了0.09 m,B、C点年均淤积厚度分别增加了0.02、0.19 m。Mike21数值模拟结果显示,工程建设改变了原来的流场,造成研究区冲刷悬浮的泥沙在潮流的作用下重新搬运与沉积,同时波浪场也因工程的影响下蚀海底的能力增强。     

滨州北部近岸海域冲淤特征CSCD

利用表层沉积物及水深地形等实测资料,结合泥沙起动流速公式、潮流场数值模拟等方法,对滨州北部近岸海域的冲淤特征进行了初步探讨。研究结果表明,1983—2001年研究区的侵蚀区域主要分布在4m等深线以内,侵蚀量一般为0.2m左右,套尔河河口及河口西侧侵蚀量较大,而河口以东则表现为淤积;4m等深线以外淤积现象明显,淤积量一般为0.3m,向海方向淤积量有变大的趋势。2001—2016年,0m等深线以内主要以淤积为主,淤积量的高值区出现在滨州港防波堤西侧、马颊河河口附近;0~4m等深线之间以侵蚀为主,侵蚀量平均约0.6m;4m等深线外侧海域则主要为轻微的淤积状态,仅在滨州港防波堤堤头附近区域为侵蚀状态。港口工程对潮流场和波浪场的影响显著,是控制研究区冲淤变化的重要因素。     

高黏性新近吹填淤泥真空预压试验颗粒流宏微观分析

为了从宏观和微观角度探讨颗粒组成对淤堵层形成机理和加固效果的影响规律,依托天津某新近吹填造陆工程,先进行直排式真空预压法室内模型试验,然后基于颗粒流理论和PFC2D程序,在解决模拟过程中颗粒级配和孔隙比的二维转换、排水边界的等效模拟、真空渗流场的施加等问题后,对模型进行有效的模拟计算,进而将结果推广,开展了不同颗粒组成吹填土真空预压试验的颗粒流模拟,总结了排水速率变化及颗粒运移规律。结果表明:对吹填土真空预压过程进行二维颗粒流数值模拟是有效可行的;真空预压过程中细颗粒沿渗透路径迁移,在沿途滞留,导致渗透路径变短变窄,从而形成淤堵层;对于高黏性新近吹填淤泥,在相同真空荷载作用下,黏粒质量分数越大,初期排水速率增长越快,并且随着土体不均匀系数的提高,淤堵层变得易于形成且致密,排水速率衰减越快;粉粒质量分数越大,土体孔隙率变化越均匀,尤其当粉粒质量分数大于黏粒质量分数时,真空预压加固效果有明显改善。     

黄河上游沙漠宽谷段高含沙支流对干流的淤堵影响

黄河上游沙漠宽谷段支流——十大孔兑的高含沙洪水多次淤堵黄河干流,造成灾害。基于实测水文泥沙资料和模型试验手段对孔兑高含沙洪水特点、淤堵干流过程和交汇区沙坝形态进行了研究。结果表明：孔兑洪水具有陡涨陡落、持续时间短、洪峰流量大、含沙量高、输沙量大等特点;孔兑洪水形成沙坝、淤堵黄河的过程可分为形成、相对稳定和冲刷3个阶段,支流洪水量级较大,形成的沙坝规模较大,沙坝冲刷历时也较长;孔兑高含沙水流入黄交汇区水流结构分区包括壅水区、回流区、高流速带、剪切层等组成要素,沙坝淤积形态模式包括壅水区、回流区、回流区下游淤积体和交汇区输水输沙窄槽;基于沙坝淤堵判别方法以及实测和试验数据提出了孔兑入黄交汇区沙坝判别条件。     

广东方形围合族落的时空演化及类型划分

以广东省86个方形围合族落为例,应用文献梳理、实地观察、建筑实测、深度访谈等研究方法,分析其时空演变过程,并对其类型进行划分,研究表明：广东省方形围合族落演化经历了草创期、次密集期、密集创建期和停滞期4个阶段;族落形态由早期的大型与小型相混合,中期大小型均衡稳定,后期向小规模演变;族落的形成机制主要受地理条件、民系迁徙、地域优势和政治因素的综合影响;以角楼、中轴祠堂、围数三因子作为分类的判定标识,运用数学排列组合与八卦分类方法,将族落划分为乾、兑、离、震、巽、坎、艮、坤8种类型,其类型分布总体上呈现南、北、东、西四大聚集区,而且聚集区之间存在散布着以巽型为主的客家民系,并存在西南和西北2个空白区。