河口潮汐区强透水地质条件下防渗墙施工关键技术研究

在河口潮汐地区,地下水会受潮位影响出现周期性涨落现象,尤其强透水性地层存在时,该现象更加明显,本文对该现象进行了系统研究。

盐度对河口潮汐湿地温室气体产生和排放的影响研究进展

盐度是影响河口潮汐湿地温室气体动态的一个重要的环境因子。本文论述了盐度对河口潮汐湿地温室气体的产生和排放的影响及机制。盐水入侵通过带来丰富的SO42-引起的硫酸盐效应、离子强度增加引起的离子效应影响CH4和CO2的产生。盐水入侵通过影响湿地的硝化作用、反硝化作用及硝化细菌反硝化作用进而影响N2O产生量,影响方式主要包括:(1)通过物理化学机制加强沉积物中铵的释放;(2)通过生理机制增加沉积物氮素释放量,直接影响硝化细菌、反硝化细菌活性,进而影响硝化作用和反硝化作用;(3)通过提高硝酸盐异化还原为铵的速率影响反硝化速率。最后提出了今后应加强研究的方向。

模拟Fe(III)和盐水输入对闽江河口潮汐湿地沉积物及间隙水Fe和S含量和形态的影响

河口潮汐湿地沉积物电子受体和盐度的变化将对间隙水、沉积物的地球化学参数及有机碳厌氧矿化途径产生重要影响.本研究于闽江河口塔礁洲淡水野慈姑(Sagittaria trifolia L.)湿地原位施加人造海水及Fe(III)溶液,模拟研究了盐水入侵及径流Fe(III)浓度增强对河口潮汐湿地沉积物、间隙水的地球化学参数(溶解性CH4、DOC、DOC∶DON、Fe2+和ΔSO2-4)和沉积物各形态固相铁(非硫Fe(II)、无定形Fe(III)、晶质Fe(III)、Fe S和Fe S2)含量的影响.结果表明,模拟盐水入侵及径流Fe(III)浓度增强均可降低间隙水溶解性CH4和DOC浓度,径流Fe(III)浓度增强增加了非硫Fe(II)和晶质Fe(III)含量,盐水入侵可减小间隙水ΔSO2-4含量.间隙水ΔSO2-4与DOC、DOC∶DON、溶解性CH4及Fe2+浓度相关.模拟盐水入侵及径流Fe(III)浓度增强可分别促进硫酸盐异化还原和铁异化还原速率,同时减小间隙水CH4浓度,改变河口潮汐湿地土壤有机质厌氧矿化优势途径.

闽江河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度土壤胞外酶活性特征

为了揭示河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度下土壤胞外酶活性的时空变化差异,对闽江河口淡水潮汐沼泽湿地和半咸水潮汐沼泽湿地短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植被下不同季节的土壤胞外酶活性、土壤容重和含水率、植物生物量、以及有机碳特征值(SOC、POXC、DOC和C∶N比)进行测定与分析.研究结果表明在闽江河口天然盐度梯度上,当土壤盐度从0‰增加至4.2‰,土壤β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)和过氧化物酶(PEO)活性均显著增加,增幅分别为201%、305%、493%和252%.沿着闽江河口天然盐度梯度,土壤容重和含水率以及孔隙水DOC浓度没有显著变化,但土壤易氧化有机碳(POXC)含量、有机碳(SOC)含量和土壤C∶N比逐渐减少.半咸水潮汐沼泽湿地站点短叶茳芏的地上生物量低于淡水潮汐沼泽湿地站点,但地下生物量则显著高于淡水潮汐沼泽湿地站点.4种土壤胞外酶活性均与土壤C∶N比呈现显著的负相关,酚氧化酶(PHO)和过氧化物酶(PEO)与土壤SOC含量呈负相关.土壤β-葡萄糖苷酶(BG)活性最高值出现在春季,而纤维素水解酶(CBH)活性最高值出现在夏季.以上研究结果表明,土壤盐度是影响闽江河口潮汐沼泽湿地生态系统土壤胞外酶活性和碳库演变的重要环境因子.从河口淡水潮汐沼泽湿地至低盐的半咸水潮汐沼泽湿地,沼泽植物地下生物量增加,与碳分解相关的土壤胞外酶活性增加,并抑制土壤的有机碳积累.

潮汐河口支流建闸闸下淤积研究

潮汐河口建闸的关键问题是闸下淤积。在潮汐河口支流口门上建闸,其闸下淤积面貌主要取决于干流主槽的位置,这与在潮汐河口干流上建闸的闸下淤积问题有着本质上的差异。以钱塘江河口支流曹娥江口门建闸为例,应用河床演变分析、动床实体模型和现场冲淤试验预测了曹娥江大闸闸下淤积面貌和淤积速率,为曹娥江大闸的建设提供了科学依据。

潮汐河口断面悬沙通量组分模式及其在长江口的应用

断面泥沙通量估算的误差主要来源于计算方法、测点布局等,通量模式应该建立在通量估算统计误差最小的原则基础之上.在断面网格设计中采用统计误差最小的等面积单元网格,在泥沙通量估算中采用泥沙组分浓度,在流速变量插值上垂向采用对数函数插值,横向采用第一边界三次方样条函数插值.这样建立的潮汐河口悬沙断面通量组分模式较以往的任何模式更完善,断面通量估算的误差最小.将该模式应用于长江河口南港断面悬沙通量估算及其输移机制分析,断面泥沙通量表现为大潮期大进大出、大出大于大进;小潮期小进小出、小出大于小进;主要输移机制是拉格朗日输移和潮泵.

潮汐河口动床洪水的数值模拟

潮汐河口洪水水位受流域来水和海域潮汐双重作用,动力机制复杂,在特大洪水作用下,河口床面边界还将发生显著变形,造成水面相应明显升降,以致用定床模型预报洪水位误差很大。本文以钱塘江河口为例,采用Delft3D数学模型对潮汐河口洪水水位进行二维数值模拟试验。在定床和动床模型均取得良好验证的基础上,进一步预报洪水过程,发现定床模型可产生近1m的计算误差;而动床模型则能比较精确地计算整个洪水过程的水位,最大误差不超过0.08m。因而预测冲淤幅度较大的潮汐河口的洪水水位最好采用动床数学模型。论文还就洪水位的空间分布探讨弯道水面横比降随洪水流量的变化。

潮汐河口的治理

根据"七五"和"八五"攻关项目的研究成果,结合甬江口、辽河口、泉州湾等一些成功经验,提出了不同河口段的治理方法,并展望了其今后的发展趋势。

潮汐河口多座桥梁行洪影响的分析

该文选用沿水深平均二维水动力方程来计算分析多座桥梁行洪的影响,采用阻力修正的方法模拟桥墩的作用,结果表明,河道中建桥将引起使洪水位壅高,如果近距离有多座桥梁建设时,洪水位壅高必须考虑相互叠加的影响,对于桥梁建设造成的桥墩周围及上下游的水流变化,其本身桥墩对水流流速造成的影响是主要的。

平原冲积河流及潮汐河口河相关系研究进展

河相关系的研究旨在寻求河床形态和流域水文、动力因子间的定量关系。在介绍国内外平原冲积河流及潮汐河口河相关系研究进展的基础上,对基于水文统计的经验分析法、量纲分析法、河床最小活动性假说、水流最小能耗率极值假说以及仙农熵理论等5种代表性的河相关系研究方法进行了对比分析,阐述了5种方法的适用性。同时,进一步指出了目前研究河相关系存在的问题和困难。

潮汐河口闸下淤积及减淤措施试验研究

结合盐灌船闸泥沙模型试验 ,研究闸下泥沙淤积规律 ,探讨减少闸下泥沙淤积的工程措施 .试验研究表明 :盐灌船闸修建后 ,下游引航道内的淤积是严重的 ;利用汛期部分水量由船闸集中放水冲沙 ,对清除下游引航道的泥沙淤积是有效的 ;在泄水冲沙同时采用机船拖耙等搅沙措施 ,能大幅度提高冲沙效率 ;改斜坡式断面为直立式断面 ,缩小下游引航道的过水面积 ,不仅能减少淤积量 ,而且有利于提高冲沙效率 .

潮汐河口挖入式港池水体交换研究

以珠江口南沙港区挖入式港池为例,通过数学模型模拟了港池的水体交换状况,模拟结果表明港池尾部水体交换率最低。利用港池内外存在潮位差的关系,通过人工水渠的方式有效提高了港池尾部水体的交换速率,有效解决了挖入式港池水体交换缓慢的问题。

潮汐分汊河口盐水入侵类型探讨──以长江口为例

长江河口具有分汊、心滩、串沟和江心沙岛等地貌形态，系典型的潮汐分汊河口。咸潮入侵形式有外海直接入侵、倒灌、漫滩归槽和浅滩通道水体交换等四种类型，形成其特有的盐度时空变化规律，导致南支主槽存在一个氯离子含量比其上下游均要高的高氯度带，以及大潮期盐度低，小潮或寻常潮期间盐度反而高等特殊现象。

潮汐河口桥墩群对波浪传播影响的数值研究

为研究河口桥墩群的消波作用,以李村河口段胶州湾快速路桥墩群为例,建立了基于波作用守恒方程的二维波浪模型,精细模拟了100年一遇高潮耦合100年一遇波高情况下,波浪通过河口桥墩群后波浪变化及波高分布,并利用物理模型试验结果对其进行了验证,二者吻合较好。数值模拟结果显示:桥墩群对河口波浪具有明显的消减作用,其透射系数随桥墩挤压面积比的增大呈线性减小趋势。

潮汐河口坝田长宽比对泥沙淤积特征影响试验研究

在航道治理工程中,往往通过丁坝群来实现其稳定航槽等目的,而坝田作为缓流区,其与主槽的水沙交换主要取决于横向的紊动交换。基于长江口北槽丁坝群实测资料分析和物理模型水槽试验研究发现不同长宽比坝田内的流态、淤积形态、坝田与相邻河段水沙交换的机理均不同,在长江口北槽丁坝群坝田建成后的淤积初期阶段,长宽比为0.30~0.40的坝田内的平均淤积强度最大。水槽试验研究表明,长宽比为0.50的坝田内淤积的主要部位即为主环流所在位置(坝田外侧),而在副环流位置,则出现微淤或冲刷的趋势;而长宽比为0.33的坝田内的淤积分布相对比较均匀。长宽比为0.33的坝田内淤积速率明显大于长宽比为0.50的坝田,长宽比为0.33的坝田达到冲淤平衡的时间较长。坝田淤积强度与随坝田回流强度、坝田与主槽水沙交换系数的增加而增加。

潮汐河口水库型饮用水水源地保护区划分技术方法探讨

为揭示水源地水质与潮汐河口水流运动、污染源及排放方式等的影响规律，明确水源地水质主要影响因素，形成潮汐河口水源地保护区的划分技术方法体系，填补潮汐河口水库型水源地保护区的划分技术方法的空白。研究以青草沙水源地为例划分水源保护区范围，对国内外饮用水水源地保护区的划分方法进行了调研。指出目前国内的饮用水水源地保护区划分技术方法在潮汐河口水域应用时存在科学性差、适用性不强等问题。研究针对河口潮汐往复流特征、水污染排放和水环境特点，提出了充分利用水库库区自净能力的划分原则和应用污染物最大流动距离法划分潮汐河口水库型水源地二级水源保护范围的技术方法。研究利用该方法初步划定了规划中的长江口青草沙水库水源保护区范围，结果表明该方法概念清晰．简单实用．可靠性强。

潮汐河口汊道治理的数值模拟

河口地区受径流和潮流共同作用,水流运动十分复杂.河口汊道治理中,应把分汊河道与相邻水域作为一个整体进行研究.概化河口汊道地形,采用数学模型对整治、疏浚及整治与疏浚相结合方式工程前后的水流运动进行模拟计算.计算结果表明,丁坝群可有效提高治理汊道内的主槽流速,但分流比减小;疏浚可增加汊道水深,增加分流比,但流速增加不明显;整治与疏浚相结合的方式既能增加汊道水深又能提高主槽流速,而对分流比影响较小,可作为河口汊道治理的一种优选方式.

潮汐河口地区的波流相互作用的数学模型

在潮汐河口地区,由于地形的变化以及水流和波浪的相互作用,而导致流速场和波场产生变化。本文利用时均的连续方程、动量方程和考虑波浪折射和绕射的波动方程,建立了求解流速场和波面变化的数值模型。根据以往的结果和实验对上述模式进行了验证,取得了较为理想的结果。

粒子测速系统在潮汐河口河工模型试验中的应用

在潮汐河口河工模型试验中采用粒子测速(PIV/PTV)系统测量流场,具有快速、精度高的优点。开发的PIV/PTV系统数据处理分析软件,可实现模型试验中流场的可视化。

黄东海平原海岸潮汐河口地貌剖析

对比分析了灌河、射阳河、长江和钱塘江河口的地貌差异,指出长江为喇叭状三角洲,钱塘江为强潮河口湾,灌河与射阳河属于过渡型河口,并通过对影响河口地貌发育的背景因素的比较,指出径流和潮流的强弱对比、陆域和外海的泥沙量以及河口的边界条件是形成这些地貌差异的主要原因.