中山市文明三乡联围水闸优化调度方案研究

为改善中山市文明三乡联围河涌往复流现象,构建一维水动力数学模型,综合考虑往复流规模、引排水流量、水体更新时间、流速等指标,研究对比了“北进南出”“南进北出”“南北进东边出”3种定向引排水调度方案的效果。结果表明,对于文明围,“南北进东边出”调度方案对河涌水动力改善效果明显优于另外2种调度方案;对于三乡围,3种调度方案对河涌水动力改善效果相似。

黄茅海河口沿程异常潮差数值模拟研究

通过一维及ECOMSED二维水动力数值模型,分别计算了黄茅海河口潮波传播中的非线性效应和径流对潮波的影响,以及潮能通量和潮能耗散。计算结果表明:1)在潮汐的高潮和低潮时,非线性效应对潮水位的影响较为明显,且越向上游影响越显著;2)当径流量加大到一定程度时,沿程潮差逐渐向上游减小,而当径流较小时,潮差则沿程增大;3)崖门射流口潮能辐聚,同时单位面积能耗率也最高,沿河道向上游,能通量与能耗率均有所下降,能耗与能通量的共同作用,导致了沿程潮差的变化;4)在一定的潮汐和流量边界条件下,具体的整体和局部河道形态决定了河口能量分布和耗散性质,从而决定了不同河口的动力场的具体特点。

黄茅海河口沿程异常潮差:Ⅰ-理论模型研究

依据水文年鉴资料,研究分析发现,黄茅海河口沿程潮差有先减小后增大的变化趋势,这与珠江口其他喇叭型口门有很大差别。调和分析表明,该区域主要受M2分潮的影响,M2分潮振幅的变化规律与潮差变化一致。因此,分别利用3个解析模型,讨论了河宽、摩擦和水深对沿程潮差的影响。结果表明,黄茅海沿程异常潮差的变化主要是由其截面面积和摩擦的共同作用造成的。

珠江河口潮流底边界层的湍流特征量研究

通过高频流速仪ADV和声学Doppler剖面仪ADP对珠江河口虎门潮流底边界层进行了一个周日(25h)定点连续观测,利用观测数据计算分析了洪季潮优型河口潮流底边界层内的湍流特征量。结果表明,(1)底边界层内的湍流具有一定的各向异性,脉动分量概率分布为准正态分布;(2)对于半日潮流占优的河口,湍流脉动强度、底床切应力、摩阻流速以及湍动能耗散率等均具有明显的四分之一周日的变化规律;(3)边界层内床底切应力与摩阻流速的变化范围分别为1.8×10-2～3.5×10-1Nm-2和2.2×10-3～1.8×10-2ms-1,湍动能耗散率平均值约为1.9×10-5Wkg-1。

珠海横琴新区水系引水调控效果模拟研究

珠江三角洲感潮河网区,利用外江潮位和内河水位涨落潮差引清调水是改善感潮河网水环境的一种有效途径。珠海横琴新区中心沟位于珠江三角洲感潮河网区,为改善横琴新区中心沟水环境,建立一维水动力水质数学模型,开展改善区域水动力水环境的调控方案研究,计算分析原调控方案及优化调控方案换水效果。模拟结果表明:优化调控方案区域流速增加了0.20 m/s、半交换周期减少了101.5 h、换水率提高了1.1倍,区域水环境改善效果明显。研究成果对于感潮河网区引水调控方案的实施有一定的借鉴价值。

珠江河口地形致动力结构研究——以崖门为例

局部地形对于河口动量和能量平衡有重要作用,影响了潮波性质和物质输运特性。选取珠江河口崖门这一典型的地貌单元,通过水尺和座底式支架的观测,对其特殊地形边界影响下的动力结构进行了探讨。结果表明:(1)过水面积的缩窄导致崖门口处形成局部高水位区,来流方向水位壅高,去流方向水位梯度增大;(2)忽略斜压作用的情况下,由水位梯度所产生的正压项是主要的动力项。沿河道方向的二维垂向平均动量平衡中,急流时刻主要是正压项和对流加速度项平衡,憩流时刻主要是正压项和局地加速度项平衡;(3)地形变化所产生的形态阻力比床面粗糙所产生的肤面阻力要大数倍到一个数量级。

珠江河口底边界层憩流动力特征

通过在珠江黄茅海河口进行的25 h定点连续观测,分析了潮流底边界层在憩流时刻的动力特征。结果表明,憩流期非恒定性增强,改变了平均流和湍流结构。主要表现:1)平均流结构出现三种不同类型,分别是对数分布(摩擦力主导)、垂向均匀分布(惯性主导)和过渡状态(摩擦力和惯性力平衡);2)湍流各向异性增强,湍谱惯性子区带宽减小。各湍流特征参数在转流时刻达到最小值,表明惯性作用抑制了湍流的发育。

MIKE11 AD模型在平原感潮河网水环境治理研究中的应用

以中顺大围为例,利用MIKE11 AD模型,模拟论证综合调水、整治河道和截断污染源对中顺大围骨干河涌的水质影响。结果表明,在多渠道的工程措施下,中顺大围骨干河涌水质能达到与西江水同质的目标。

洪湾水道近30年河床演变特征分析

洪湾水道受径、潮动力相互作用,水流、泥沙和河床演变具有独特的时空变化特征。20世纪80年代初期前处于缓慢的淤浅过程;经过1985—1995年为期10年的河道整治、疏浚,由一条宽阔易淤积的河道成为一条窄深而规则的水道;21世纪以来,加之港口工程建设等人为因素影响,总体呈现冲刷,但幅度小,河床目前处于自我调整的过程中。随着河道管理力度的加强,通过禁止人为的随意挖砂抛砂,配合合理的河道疏浚整治工程,洪湾水道最终将趋于稳定发展之势。

狮子洋水道近期河床演变规律分析

利用实测资料从河道平面变化、纵向变化及横断面变化等角度分析了狮子洋水道近30年的河道演变特征,得出1989-2005年间该水域受人类活动干扰很大,河床变化比较明显,2005-2011年间人类活动相对减少,河床相对稳定。进而从定性预测分析狮子洋水道的河床演变趋势,对未来狮子洋水域防洪、综合整治、管理等工作具有重要意义。

基于MIKE21模型的入海排污口对澳门近岸海域水质影响分析

采用MIKE21模型中的水动力模块(HD)和传输扩散模块(TR)模拟澳门氹仔岛某污水处理厂入海排污口对附近伶仃洋海域水质变化的影响;通过珠江河口区一、二维联解整体潮流模型,为工程局部二维潮流模型(由MIKE21搭建)提供边界条件。选取COD Cr(化学需氧量)、SS(总悬浮固体)和NH 3-N(氨氮)3项评价因子,在“2005·6”大洪水组合和“2001·2”枯水组合为最不利水文条件下,模拟正常排放及事故排放下排污口污染物扩散影响情况。在设计达标正常排放时,水域主干道水质可满足GB 3097-1997《海水水质标准》Ⅲ类标准,事故排放若做好防范措施,造成水质超标的区域小于0.2 km^(2)。模型对入海污染物在澳门近岸海域扩散模拟具有良好的适应性,可较好模拟在海洋潮汐作用下污水排放对海域水质的影响,可作为入海排污口设置论证的依据和研究方向。

广州内港航道近50年来河床演变浅析

广州内港航道受径、潮动力相互作用,水动力复杂,河床演变具有独特的时空变化特征。20世纪80年代初期前处于缓慢的淤浅过程,由于航道整治、疏浚维护以及人工采沙等人为因素的影响,80年代初期由淤积转变为冲刷状态,21世纪以来,由于河道管理的规范化,内港航道总体又处于自然的缓慢微淤状态。

三亚市工业用水定额评估与修订分析

在三亚市工业用水量的典型调查成果基础上,采用主观概率值法,计算了三亚市主要工业用水定额,并参照《海南省工业及城市生活用水定额(试行)》及国内其它地区工业用水定额标准,对三亚市主要工业用水定额进行评估,分析了三亚现状工业用水节水潜力。同时在《海南省工业及城市生活用水定额(试行)》的基础上,对三亚市主要工业用水定额进行了修订和完善,给出了三亚市主要工业用水定额标准修订值。

伶仃洋河口近年潮位变化分析及原因探讨

利用实测资料分析了伶仃洋河口二十世纪七十年代以来年最高、最低潮位变化规律,得出高潮位抬升与口门港口、航道建设大幅度开挖、大规模采砂等致河口纳潮容积增大有关,低潮位抬升与口门地区滩涂围垦致口门水道泄洪路径延长、河口泄洪断面缩窄等有关。了解和掌握伶仃洋河口近年潮位变化,对河口防洪、综合治理及管理等有着重要意义,对掌握河口未来变化趋势、适应河口变化调整有指导作用。

二维水沙数学模型在码头工程防洪评价中的应用

数学模型是防洪评价的一个重要技术手段。介绍了广州水道某码头工程局部水域平面二维水沙数学模型的建立和验证及实际应用效果,结果表明,模型能较好地模拟工程附近水流泥沙运动以及河床冲淤变化规律,为预测分析工程建设对河道河床冲淤演变影响以及量化分析提供了一种手段和途径。

广州市海珠区围内河涌水系水动力模拟

通过构建广州市海珠区围内河涌水系一维水动力数学模型,计算分析了广州市亚运会前因水闸工程建设阻断部分河涌对河网正常引排水的影响,得出了水闸建设对河网正常引排水影响不大的结论。经过实践证明,分析结论较为准确可信。

珠海唐家湾滩涂围垦规划对伶仃洋水沙环境影响

通过建立基于贴体正交坐标系下的伶仃洋二维非恒定潮流泥沙数学模型,并在模型中考虑了波浪对水流挟沙能力的影响。在模型验证的基础上,对珠海唐家湾滩涂围垦规划方案进行了潮流泥沙数值模拟研究。研究结果表明,珠海唐家湾滩涂围垦规划方案实施后,对伶仃洋整体流速、流态、冲淤影响不大。从潮流泥沙角度考虑,该滩涂围垦规划是可行的。

珠江河口底边界层湍流事件研究

该文通过座底式支架的ADV,对珠江河口底边界层的湍流进行了一个全潮25 h的观测,并利用该资料对湍流事件进行了研究,探讨了湍流事件特征量在潮内的变化。研究结果表明:(1)河口湍流事件受潮汐过程的影响,各特征量变化带有明显的半日分潮特征,且急流和憩流时刻差异显著。(2)对于动量事件,憩流时刻事件发生的次数多,但持续时间短,贡献率低,而急流时刻次数少,持续时间长,贡献率高;对于泥沙事件,憩流时刻次数少,但持续时间长且强度高,急流时刻次数多,但持续时间短且强度低。(3)湍流事件发生的时间约占总时间的40%,事件的平均持续时间分别为0.07 s(动量事件)和0.05 s(泥沙事件)。