浙江沿海风暴潮增水对台风移速的响应研究

基于MIKE21建立东中国海-浙江沿海嵌套潮流模型,采用修正的Holland风场对1509号台风“Chanhom”产生的风暴潮进行模拟,通过与实测数据对比验证表明该模型模拟结果合理可靠。基于验证模型,对1949—2020年间2个极端移速台风(低移速台风“Mary”和高移速台风“Kai-tak”)进行模拟分析,为剥离单一移速变量对增水的影响,以1509号台风“Chan-hom”为基础,设置3种台风移速(2倍移速、实际移速及50%移速)对风暴潮增水影响进行研究,得到如下结论:(1)低移速台风尽管登陆时强度低于高移速台风,但对浙江沿海海域的增水影响时间更长,台风“Kai-tak”增水0.5 m及以上的持续时间仅4 h,而“Mary”却长达12 h;(2)台风移速越慢,向岸风影响时间越长,舟山群岛以西至钱塘江海域的增水随着移速的减小呈上升趋势,杭州湾南岸具有较大洪水及内涝隐患;(3)在台风登陆点朱家尖,3种移速下的增水及风速相差不大,最大增水出现在台风登陆前风速最大时刻,而在舟山外海,增水大小受潮位波动影响呈现周期变化,低潮位时增水较大,高潮位时增水较小。

波流作用下砂泥复合型海滩砂泥转换带迁移研究

为研究波流耦合作用下复合型海滩砂泥转换带(SMT)的迁移规律,建立了洞头区人工沙滩的多组分泥沙动力地貌概化模型,并采用工程后人工沙滩实测剖面冲淤数据进行了模型验证。通过对比不同水动力条件下沙滩地形变化及沉积物演变,分析了SMT迁移对各水动力条件的响应。模拟结果表明:人工沙滩在拦沙堤和岬角的掩护下滩面普遍呈淤积态势,湾内岸线稳定。然而由于拦沙堤波影区波浪动力削减,造成沙滩滩面泥化,SMT逐渐向岸移动,砂质滩面面积缩小约40%。SMT与潮汐、波浪关系密切,在潮波比值小于25时,SMT相对高程取决于潮汐和波浪的共同作用,与潮差呈正比、与波高呈反比。而在潮波比值大于25时,波浪作用几乎可以忽略,SMT高程取决于平均高潮位。此外,当波浪垂直于岸线时,沙滩泥化程度最低,SMT均匀分布在沙滩-潮滩交界面附近,随着水体含沙量(体积分数)的增加,波浪暴露区域SMT逐渐向岸迁移。

双龙河挡潮闸调度方案与闸下河道冲刷效果

基于MIKE21 Flow Model建立双龙河口潮流、泥沙输运及河床演变数学模型,采用实测资料对数学模型进行了验证.通过对不同冲刷方式、开闸流量以及闸门调控过程的调度方案的模拟计算,研究闸门调度方案对闸下河道冲刷效果的影响,分析河道冲淤分布、河道冲刷总量和冲刷效率变化规律.研究结果表明:河道的冲刷总量与开闸流量成正相关,但受河道地形的控导作用,河道各段冲淤分布不均.采用大流量径流冲淤时,连续开闸方式可使河道冲刷效率更高;但采用小流量径流冲淤或纳潮冲淤时,非连续开闸方式可显著提高河道冲刷效率.

广义极值分布模型在黄河源区枯季径流中的应用

为研究广义极值分布模型(GEV)在黄河源区独特的寒区自然环境与冻土覆盖状态环境中的应用价值,基于黄河源区4个站点1956～2011年逐日径流量资料,分别以两参数对数正态分布曲线(LN2)、皮尔逊Ⅲ型曲线(P3)、对数皮尔逊Ⅲ型曲线(LP3)、GEV 4种枯水径流理论频率分布对最枯1、3、7、30、90d平均枯水流量进行拟合分析,并采用概率点距相关系数法(PPCC)和改进的均方根误差法(RMSE)进行量化裁定。结果表明,GEV已具备适应寒区枯水径流频率分析的能力,并在一定程度上优于LN2、P3、LP3概率分布函数,对高流量、高变差系数、长历时均表现出较好的稳定性能。

建闸河口整治工程与河床演变特征

建闸河口整治工程引起的河床演变调整十分复杂.基于验证好的潮流、泥沙输运及河床演变模型分析了双龙河口整治一期工程和二期工程后水动力和河床演变的响应特征.结果表明,闸下河道水动力变化和河道冲淤分布与局部浚深拓宽及纳潮量增加有密切联系.若仅对河道上段局部河道进行整治,浚深拓宽段的涨落潮不对称现象加剧,局部产生回流区.若以固定坡降对整条河道进行整治,则涨落潮流速显著增加且不对称性减小.纳潮量增加在工程初期会引起口门段冲刷,而局部拓宽段会因流速相对减小而产生淤积,特别是在回流区淤积严重.因此为延长工程寿命,尚需辅以定期开闸放水和局部清淤等措施.

新疆焉耆地区降水量变化特征和趋势分析

根据新疆焉耆站1960年至2005年46年实测降水资料,采用差积曲线法、小波分析、Mann-Kendall秩次相关检验法和线性回归法对焉耆地区降水变化的丰、枯表现,周期性,多年降水变化趋势进行了分析。结果表明,焉耆站年降水存在以20年为主周期的变化规律,在年降水量差积曲线中存在的1981和1983年降水突变点是由于受汛期降水量处于偏丰期降水的影响;降水量总体上呈上升趋势,但上升趋势不明显。由于焉耆地区地处我国西北内陆地区,降水稀少,对其降水变化特征和趋势进行分析,将为进一步研究该地区水资源开发利用、焉耆段开都河径流变化和研究博斯腾湖水位变化影响提供参考。

港口工程建设对渤海湾西南岸水沙动力环境的影响

基于Delft3D数值模拟软件建立渤海湾西南岸二维潮流、波浪和泥沙输运数学模型.运用验证合理的模型研究近20年的港口工程建设对渤海湾西南岸水沙动力特征的累积影响以及黄骅、滨州两港水沙动力的相互作用.结果表明,港口工程建设使渤海湾西南岸逐渐形成3个相对独立的海区;波流耦合作用下,全潮平均含沙量分布情况基本与纯潮流时相似,但量值提高近8倍.沿岸流的增强使含沙量等值线趋于与岸线平行,涨潮输沙量的增加使黄骅港以西,黄骅、滨州两港之间以及滨州港以东近岸区域的泥沙含量比例重新分配;总体看来,连片港口工程建设使渤海湾西南岸逐步达到新的输沙平衡状态.黄骅港综合港区与滨州港防波堤一期工程(2012年)与规划工程(2020年)可分别削弱正常天气、常浪天气下港区间泥沙相互输运的影响.

长江口潮波对海平面上升的响应研究

感潮河段同时受到径流和潮汐作用,海平面上升导致外海的潮汐动力增强,会对近岸感潮河段造成影响。文章通过MIKE 21建立长江下游水域水动力数学模型,基于大通站的径流数据计算分析海平面分别上升0.5 m、1 m和2 m对长江芜湖至入海口感潮河段潮波变化的影响。研究结果表明:①海平面上升对感潮河段潮位的影响主要可以分为入海口至徐六泾上游约35 km处、徐六泾上游约35 km处至潮区界两段。对潮流的影响可分为入海口至徐六泾下游约50 km处、徐六泾下游约50 km处至潮流界两段。②在海平面上升0.5 m、1.0 m及2.0 m情形下,受影响河段平均潮位增量明显小于海平面增量,降低幅度受径流和位置影响较大。径流越大,影响范围越靠近内陆,海平面上升对潮位的影响就越低。③潮差变化与海平面变化呈正相关,上游河段受径流影响较大,而河口区域基本不受径流影响。河段潮流受海平面上升影响,流速主要呈增大趋势,受影响河流的长度由径流强度决定。

岸线变化及海平面上升对渤海潮波运动影响研究

该文基于Delft3D建立了渤海潮波模型,对1976年-2013年渤海湾岸线变化及海平面上升情景下的渤海潮波系统进行了模拟。模拟结果显示黄河入海口东迁和渤海湾大规模围垦引起渤海湾和莱州湾M2分潮潮时提前,渤海湾M2分潮振幅增加4 cm-14 cm,并引起辽莱州湾和辽东湾的振幅减少4 cm-10 cm和1 cm-4 cm。海平面上升(1 m、2 m和0.2 m-0.8 m)加快潮波传播速度,将引起渤海湾M2分潮潮时提前和振幅增加,渤海中部及秦皇岛海域振幅减小。不同历史岸线条件下海平面引起的振幅变化表明在海平面上升1 m时,渤海湾内大规模围垦会进一步增加局地潮波振幅;当海平面上升至2 m后,围垦对近场振幅增加的促进作用减弱,而对远场振幅增长的抑制作用增强。

曹妃甸海域化学需氧量(COD)的季节性分布特征

通过建立曹妃甸海域潮流、污染物输运数学模型,分析了洪枯季曹妃甸海域化学需氧量(COD)的变化规律。结果表明:季节性入海通量决定COD浓度空间分布,海域潮流运动控制COD动态迁移过程。曹妃甸甸头东部海域二泄大庄河口洪枯季均为COD高浓度区,最大浓度可达2.2 mg/L,大清河及二滦河COD浓度枯季明显降低,污染物涨潮向SW运移并向外海扩展,落潮沿NE向河口输运。甸头西侧海域COD浓度分布季节性变化不大,COD浓度主要集中于沙河口以及三友化工排污口附近海域,在NW-SE潮流作用下,COD呈涨潮向河口输运,落潮流向外海扩散的运动规律。

岬湾裂流发生规律数值研究

根据平衡剖面和平衡岬湾原理构建假想岬湾,基于假想岬湾构建长波数学模型,通过改变波浪条件和岬湾长度进行正交实验,分析了岬湾裂流的流速、发生位置、持续时间和形态长度对水动力及地形条件变化的响应规律。研究表明:随着波高的增加,岬湾裂流的危险性和随机性都增大,但过大的波高反而会抑制裂流的产生;岬湾长度的影响可以用两侧岬头的影响距离来解释,该影响距离控制岬湾裂流的易发位置和自身尺度。