杭州湾北部潮流深槽区细颗粒物质输运与再悬浮过程

于2005年5月大潮期间在杭州湾北部潮流深槽区的4个站位进行潮周期观测,获得了流速、悬沙等数据,并对其进行了分析,计算了水沙通量和再悬浮通量。分析结果表明,该深槽区涨潮流速大于落潮流速,涨潮历时小于落潮历时,潮差自湾口向湾内方向增大;悬沙的组分以粉砂为主,分选较差,偏态以负偏为主,这些特征与底质一致;深槽中部和东部的悬沙沿岸线向湾内方向输运;深槽西部和东部外侧的悬沙输运方向与余流方向一致,分别向湾内和南部输运;除转流和流速加速初期外,垂线流速分布符合Kármán-Prandtl模型,摩阻流速与垂线平均流速变化趋势一致。计算得到的表观粗糙长度在涨落潮时段的水流加速或减速阶段都呈增大趋势,且数值较大,这难以把它简单地归结为床面形态的作用,表观粗糙长度的变化趋势可能是高悬沙浓度和浓度成层性共同作用的结果,但对这一假说的验证还有待于进一步的现场观测和机制分析。计算所得的再悬浮发生的周期性与实测悬沙浓度的周期性相符,而且最大悬沙浓度的出现滞后于最大再悬浮通量,说明再悬浮作用对水层中悬沙浓度的变化具有重要影响。

钦州湾潮流深槽的成因与稳定性探讨

据钦州湾2007年1—2月的实测潮流,结合径流、潮汐等资料,经水动力和港湾地形综合分析揭示:钦州湾的潮流深槽是潮流作用于葫芦形复式港湾的必然产物,是在内湾纳潮蓄能、湾颈狭道强流、颈口岛礁分流喷射冲刷而成的。通过对潮流流路和强度的分析,对潮流深槽的稳定性进行了探讨;进而通过湾颈流速-内湾纳潮关系计算,给出了潮流深槽稳定的临界条件。

淤泥质潮流深槽最大冲刷深度的一个概念模型

以概念模式方法计算了淤泥质潮流深槽的最大深度,探讨了涨落潮流速、涨落潮历时、深槽淤泥质物质粒径、深槽顶底部原始深度、水道长度等因素对潮流深槽最大深度的影响。概念模式的假设条件是:(1)深槽形态为长方体,底部纵向坡度为0;(2)沉积物粒径无垂向变化;(3)只考虑潮流作用的影响,涨、落潮流速在时间序列上呈正弦分布;(4)不考虑细颗粒物质的粘性和絮凝作用。模拟结果显示:(1)涨、落潮历时对深槽最大深度的影响很小。(2)优势潮流流速与最大深槽深度之间存在着幂函数关系。(3)深槽的底质粒径、深槽的长度均与最大冲刷深度呈正相关关系。(4)深槽顶部水深与最大深度呈负相关关系。(5)由于潮汐水道深度与潮流流速和沉积物侵蚀强度之间具有负反馈关系,因此水道冲刷存在着一个极限,即最终可以达到均衡状态。潮流深槽的均衡态特征和达到均衡态所需的时间可运用沉积动力学方法来确定;同时,若应用深槽的真实参数,进一步减少模型的假设条件,可望使该模型具有实际的应用价值。

“上淤下冲”型潮滩的波流动力特征及剖面塑造

利用3D潮流泥沙数值模型FVCOM和波浪模式SWAN,对江苏海岸辐射沙脊群北翼西洋水道斗龙港附近潮滩的年冲淤演变进行了模拟。结果显示,包括潮下带在内的西洋深槽以冲刷下切为主,而斗龙港河口以南-1.6 m等深线以浅的潮间带滩地则处于淤积状态,呈现“上淤下冲”的格局。选取典型横剖面,进一步分析了潮流与波浪的年冲淤量及净冲淤量、底部切应力、波高等要素沿剖面的变化特征。潮滩及剖面形态的演变取决于潮流的淤积作用和短期强风浪冲刷作用的平衡结果。淤积峰区与冲刷峰区的叠加决定了剖面上凸形与下凸形的拐点部位。