强潮河口进港航道水深保证率分析——以上虞液体化工码头为例

钱塘江河口潮强流急,河床大冲大淤,主流摆动频繁,航线不固定,难以采用常规方法分析确定进港航道通航水深保证率。以上虞液体化工码头工程为例,利用长系列水文地形实测资料,分析工程河段水文、河床演变特征及航道条件,据此计算进港航道通航水深保证率,提出码头通航所需条件及优化建议。

强潮河口盐水入侵特征数值模拟研究

以强潮河口——椒江河口为研究对象,通过数学模型研究不同径流、潮差条件下的盐水入侵特征,明晰强潮河口的盐水入侵特性,为相关科学研究以及工程建设提供技术支撑和依据。结果表明:椒江为枯季低流量(10m^(3)/s)时,0.1‰盐水可以上溯至始丰溪与永安溪的交汇处三江村附近,5‰盐水可以上溯至八仙岩附近,椒江达洪峰流量(3000m^(3)/s)时,海门以上河段的盐水浓度均小于0.1‰;在径流变化潮差不变条件下,盐水上溯距离变化梯度涨憩大于落憩,小潮大于大潮,随着径流量的增大,盐水上溯距离变化梯度逐渐增大;在潮差变化径流不变条件下,盐水上溯距离变化区间呈线性增长趋势,随着径流量的增大,同等潮差下的盐水上溯距离变化区间逐渐减小;拟合出了椒江河口盐水最大上溯距离与径流、潮差的函数关系式,预测值偏差在2%~6%,可为椒江其他相关盐水研究提供借鉴。

强潮河口围海工程对水动力环境的影响

针对强潮河口边界地形复杂、岛屿众多、悬沙分布在口门以上、河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点,给出了贴体正交曲线坐标系下非均匀悬沙、底沙数学模型的基本方程、初始条件、边界条件及动边界处理技术,对计算中经常遇到的几个关键问题提出了解决方法。计算的18个潮位站潮位过程与原型吻合良好,8个断面的46条垂线同步流速、流向过程计算值与实测值吻合较好。在此基础上,探讨了多连通域复杂边界条件下非均匀不平衡悬沙与底沙的长时期的底床变形模拟问题。以瓯江口温州浅滩围海工程为例,应用二维潮流泥沙数学模型,研究了强潮河口围海工程对水动力环境的影响问题,包括该工程引起的潮量变化、各水道流速变化及长时期的底床变形。

强潮河口拦门沙航道回淤及治理措施

针对瓯江口边界地形复杂、岛屿众多、口门以上河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点,分析了强潮河口拦门沙演变规律及成因,应用波浪与潮流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究拦门沙航道开挖后的回淤及治理措施。数学模型中引进前期含沙量的概念,得到了潮流挟沙能力公式,给出了波浪作用下浮泥引起航槽回淤的模拟方法。在瓯江口潮流与含沙量验证基础上,进行了拦门沙航槽开挖后悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的验证计算,计算的淤积厚度及沿航线分布趋势与实测值比较接近。在此基础上,研究了瓯江口拦门沙航道治理原则、措施及工程对水动力泥沙环境的影响。

山溪性强潮河口最大浑浊带形成机制及其模拟

为阐明强潮河口最大浑浊带的形成机制及其运动规律,通过瓯江和椒(灵)江实测资料分析,系统分析了强潮河口最大浑浊带形成的影响因素及其与河口地貌的响应关系。考虑黏性细颗粒泥沙运动特性和盐度的影响,开发了强潮河口最大浑浊带数学模型,对椒(灵)江枯季大潮最大浑浊带运移过程进行了模拟。结果表明:①强潮河口最大浑浊带是潮波变形、咸淡水混合、泥沙再悬浮等复杂因素在一定河口边界和泥沙条件下相互作用的产物,潮波变形和泥沙供给是影响最大浑浊带形成的关键因素。②强潮河口最大浑浊带模拟必须充分考虑潮流、盐淡水混合、泥沙周期性起动、絮凝和沉积密实等因素,所建立的数学模型可用于强潮河口最大浑浊带研究。

强潮河口三维无结构网格盐度数学模型

采用平面无结构网格和垂向直接分层,建立了强潮河口盐度三维斜压力数学模型。无结构网格使模型能够适应河口复杂的边界,并可以根据需要进行局部加密。Casulli的半隐式法离散模型水位梯度和垂项紊动扩散项,克服了水位梯度和垂项紊动扩散对模型稳定性的影响,Semi-Lagrangian法用于模型对流项的离散,使模型具有"无条件"稳定性。采用水池风生流和盐度异重流算例检验了模型,并应用模型模拟了强潮河口(瓯江口)的潮流盐度运动,计算和实测结果进行比较,表明该模型是准确、可靠的。

强潮河口桥墩涌潮压力试验研究

为明确强潮河口设计条件下涌潮压力特征,以嘉绍大桥工程为背景进行了涌潮压力的动态测试和分析。选取主墩围堰和施工栈桥进行现场观测,分析了涌潮压力分布及其变化的特点。利用经验模态分解法,研究了涌潮压力的时均和脉动特性,建立了涌潮压力及其脉动分量极值与涌潮高度的拟合关系。研究结果表明:涌潮压力变化脉动性强,经验模态分解法能较好地处理这种非平稳时变信号;时均分量反映了局部水位的平均变化趋势,脉动分量反映了涌潮与结构物相互作用时自由水面的紊动情况;从垂向分布上看,压力极值在潮前低水位附近最大,并随着传感器安装高程的增加而减小;从平面分布上看,主墩围堰的迎潮面压力极值最大,背潮面最小;涌潮压力及其脉动分量的极值与涌潮高度满足指数分布规律。

强潮河口上游建库引水后的再造床过程

作者以鳌江河口为例,应用一、二维耦合潮流泥沙数学模型,研究了上游河道建库引水后河口的再造床过程。文中分析了该河口的水文、泥沙特性及河床演变规律;给出了数学模型的计算条件、关键问题的处理方法和验证计算结果;预测了建库引水后河口的水流和河床变化过程。研究表明:水库运用初期淤积发展很快,以后逐渐减小,直至建立新的平衡;淤积是自上而下发展的,且沿程分布不均匀,弯道段淤积厚度相对较小,位于两弯道的过渡段淤积厚度相对较大;淤积在断面上的分布也不均匀,泥沙淤积对河口地区的港口及航道水深有一定影响。

强潮河口桩式丁坝减冲促淤效果研究

钱塘江涌潮气势雄伟,世界闻名,但对海塘具有很大的破坏力。该文提出了一种新颖的丁坝型式———桩式丁坝,从现场观测资料对比、实体模型试验和机理分析三个方面,分析桩式丁坝的减冲促淤效果,探究丁坝护滩保塘的机理。与堆石丁坝比较,桩式丁坝具有设计合理、施工简易、坝体内无内压力、有效地减轻了局部冲刷、便于维护检修等一系列优点。桩式丁坝可广泛应用于各类河道整治、海塘保护等工程中。

强潮河口水沙动力过程研究进展

强潮河口在我国及世界都有广泛分布,其以强动力、高混浊和滩槽冲淤复杂多变的特性明显有别于一般潮汐河口.近几十年来,国内外许多学者在强潮河口混合过程、细颗粒泥沙运动、滩槽沉积地貌过程、河口综合治理等方面取得了一定进展.在系统总结近年主要相关研究成果的基础上,着重讨论了强潮河口的混合类型与特征、最大浑浊带的形成发育与主因、潮滩地貌的动力影响因素与演变过程、河口综合治理的特点与人类活动引起的水沙变异等问题,并指出多学科交叉、数学物理模拟与预报、水沙动力机理与过程的量化等方面是未来研究重点与方向.

钱塘江强潮河口排涝闸现状、问题及应对措施

目前钱塘江河口沿线的挡潮排涝闸以内凹式布置为主,闸室宽度规模约为闸上河道宽度的0.60~0.85。由于钱塘江河口所具有的强涌潮和高含沙量特性,容易造成闸下淤积,局部淘刷严重;加上闸上河道配套规模偏小,从而影响了排涝闸排涝能力的充分发挥。针对上述问题,结合多年工作实践经验和前人的研究成果,提出了在闸前增设调蓄设施、闸轴线与堤线一字型布置等技术。上述措施可以在确保工程安全的前提下,有效地提高排涝闸的排涝能力,有利于提高区域的防灾减灾能力,为当地社会和经济发展提供防洪安全保障。研究成果可为感潮河口排涝闸等类似工程的设计提供参考。

钱塘江嘉绍大桥对强潮河口水动力的影响

为研究嘉绍大桥对钱塘江涌潮形态及水动力的影响，在分析现场涌潮观测资料的基础上，建立基于KFVS格式的平面二维涌潮数学模型，计算比较了建桥前后涌潮及潮流场的变化。结果表明：受嘉绍大桥阻隔影响，涌潮经过桥位时其形态的整体性被破坏，过桥后约500m涌潮形态基本恢复，桥位下游涌潮高度增加，桥位上游涌潮高度降低；建桥对涨、落潮流的影响主要在桥位近区，对上下游的潮位和流向影响较小，桥位上下游涨、落潮流速减小0～5％，桥轴线断面桥跨中间流速增加2％-10％；建桥对涌潮的影响是局部的，桥位上下游近区的潮动力有所减弱。

潮汐对强潮河口引水造成的城市河道淤积影响

为解决强潮河口区引水造成的城市河道淤积问题,以杭州市某泵站为例,根据历时1年的实测资料,分析了引水含沙量的变化特征,揭示了引水含沙量在半日潮周期、半月潮周期和1年中的变化规律,以及随潮汐变化的关系。研究表明,强潮河口区引水应顺从潮汐变化规律,控制高含沙量时段的引水是减少河道淤积的关键,并据此提出了引水须遵循的一般原则。

强潮河口丁坝坝头砂肋软体排护底稳定性试验研究

通过对土工织物软体排护底应用情况以及钱塘江河口潮流特征的分析,认为丁坝坝头砂肋软体排铺设后的稳定性好坏是护底成败的关键。利用长35m、宽4.3m的水槽,对砂肋软体排在不同压载厚度条件下进行不同行近流速、不同坝长、不同水深的多组次室内试验研究,得到砂肋软体排的稳定性主要与压载的块石层厚度有关,铺设在丁坝坝头的砂肋软体排临界块石压载稳定厚度与行近流速、丁坝长度以及水深等因子有关,采用相关因子多元回归分析得到丁坝坝头砂肋软体排临界稳定的压载厚度经验公式,可指导现场施工实践。

强潮河口丁坝坝头块体抗冲稳定分析

通过对钱塘江强潮河口段丁坝坝头块体防冲实践的调查分析 ,结合涌潮水槽模型试验 ,提出块体现场坝头防护成败的原因。最后 ,根据室内试验的成果 。

浙江椒江山溪性强潮河口的若干特征

本文从椒江河口的径流、潮流变化,泥沙运移和沉积结构以及河床演变和河口的发育过程探讨了山溪性强潮河口若干特征。

强潮河口潮流挟沙能力的影响因子研究

借助大量的钱塘江河口实测水沙资料,通过引入时变挟沙能力的概念获取了挟沙能力的数据,利用RBF神经网络的拟合功能,构建了强潮河口潮流挟沙能力预测模型,经检验该模型具有较好的泛化能力。采用正交试验设计方法,结合方差分析法定量分析了各因素对挟沙能力的敏感性。结果表明,挟沙能力与垂线平均流速呈正相关关系,而与水深呈负相关关系,当泥沙沉速小于0.06 cm/s的范围内,水流挟沙能力与泥沙沉速呈正相关关系,超出此范围后,则呈负相关关系。

强潮河口污水排江竖管冲刷试验研究

为研究强潮河口污水处理厂排江竖管的局部冲刷问题,采用物理模型试验的方法针对不利的洪水、潮流、河床高程等条件,对瑞安江南污水排放口竖管附近局部冲刷坑的冲刷深度、冲刷形态进行了冲刷试验研究。试验得出不利水文条件下的最低冲刷高程及冲刷坑大致形态,冲刷试验成果可作为竖管相关设计的依据。

山溪性强潮河口分汊河道演变机制——以瓯江江心屿河段为例

山溪性强潮河口是中国东南沿海的一种典型河口,水动力强劲、泥沙运动活跃,对人类活动响应迅速。自然条件与人类活动共同驱动下山溪性强潮分汊河道演变机制尚需进一步研究。以径潮流作用下滩槽演变剧烈的瓯江江心屿分汊河段为例,采用实测资料分析与二维水沙数学模型计算的方法,分析了20世纪70年代以前自然演变、70年代至90年代末上村丁顺坝建设影响期、21世纪以来人工采砂等影响下的河道演变机制。结果表明,丁顺坝建设等人类活动改变了该河段自然条件下主支汊周期性交替的演变规律;21世纪以来人工采砂等造成河床大幅下切,近20 a来潮差增大0.5 m、涨潮流量增大约47%,分流与分沙不均匀性分别减弱0.08~0.30和0.28~0.54,涨落潮流速差异减小,有利于减缓支汊萎缩态势,河道演变机制受到自然-人类活动双重因素主导。研究成果可为类似河流演变和保护利用提供借鉴。

强潮河口悬浮泥沙浓度垂向结构分析——以杭州湾乍浦水域大潮期为例

利用在强潮河口——杭州湾乍浦水域大潮期的现场实测水文、泥沙资料,分析了悬浮泥沙浓度的垂向结构.结果表明,在涨落潮周期内,除落憩前后较短的一段时间外,由于强潮河口强烈的水动力造成水体垂向混合均匀,研究区域悬浮泥沙浓度的垂向分布符合Rouse公式;如用六点法实测的底层悬浮泥沙浓度来代替近底悬浮泥沙浓度,会造成较大的误差;根据Rouse公式拟合,选取合适的近底距离,可求出对应的近底悬浮泥沙浓度,这比利用实测的底层悬浮泥沙浓度代替更为准确和合理;实测的底层悬浮泥沙浓度对近底悬浮泥沙浓度影响很大;实测的底层流速对近底悬浮泥沙浓度垂向分布的影响较大.