三维潮流和潮流输沙问题的一种混合数值模拟及其应用

应用一种平面迎风有限元与垂向隐式有限差分相结合的数值计算方法建立了三维潮流和潮流输沙数学模型，并分别与相应的理论公式进行了对比验证．将建立的模型对广西廉州湾水域进行了计算，与实测资料的对比分析表明模型的计算结果符合实际．

大连长兴岛海域潮流输沙计算分析

海岸动力因子作用下的泥沙运动及其岸滩演变规律,是海洋工程建筑物和海港码头的规划设计、施工及维护中所考虑的重要因素。针对大连市长兴岛海域,某科研所设置了14个测站并获取了各站的潮流流速、流向和含沙量等水文数据,文章利用这些资料对潮流输沙问题进行了专门计算研究,得到了该海域各站大潮、小潮全日单宽输沙率,并得到了相应结论。

潮流和波浪作用下悬移质挟沙能力的研究

本文将湍流猝发理论用于潮流与波浪共同作用下挟沙能力的研究。基于湍流猝发的时空尺度得到波浪和潮流作用下床面泥沙上扬通量 ,然后根据连续律 ,建立了平衡近底含沙量的理论表达式。进而根据波浪掀沙和潮流输沙的模式 ,推导得出了物理概念清晰和充分考虑床面附近泥沙交换力学机理的潮流和波浪共同作用下的挟沙能力公式 ,经过黄河口实测资料的验证 ,计算与实测符合良好。

黄海西朝鲜湾波浪潮流共同作用下二维潮流泥沙数值模拟与砂矿成矿分析

黄海西朝鲜湾是潮流流速特别高、潮流沙脊群发育明显的特殊水动力沉积区,具有砂矿成矿的有利条件。为了分析其成矿特征,论文采用波浪潮流共同作用下的潮流泥沙数值模型,计算模拟了各级波浪潮流作用下的海底冲淤状态和总输沙量,并按形成年代、主要分选控制因素分析了砂矿的成因及漂沙分选方式。结果表明,本区砂矿属于波浪潮流控制型现代滨海区砂矿,其成矿方式为潮流与波浪掀沙、潮流输沙、风暴浪混沙。研究海域类似一个巨型砂矿分选机,分选强度有利于成矿的区域大多为0～20m水深海域,矿层可延续到风爆浪的最大冲刷深度。

长江口北港主槽河道悬沙输运空间结构特征分析

长江口为多级分汊型中等潮汐河口,北港是长江口二级入海汊道,被规划为长江口重要通航水道,对其悬沙输运过程和规律的研究至关重要。根据大潮期间北港主槽横断面上均匀分布的5个站点的同步水沙观测资料,采用准调和分析等方法将观测数据分解为潮平均量和多个随潮波动量,以分析北港悬沙输运的横断面空间结构特征和各动力因子的贡献机制。研究结果表明:大潮期间北港主槽横断面总输沙量主要由余流输沙、半日潮流输沙和M4潮流输沙构成,各部分输沙量空间结构差异显著。总输沙量在断面北侧大部分区域指向外海,南侧小部分区域指向上游。强径流作用下的海向余流输沙是构成北侧海向输沙的主要因子。在径流及微弯河势影响下,北侧河道断面落潮流输沙显著强于涨潮流输沙,致使北侧半日潮流输沙指向外海,其贡献机制仅次于余流输沙。南侧河道断面陆向输沙主要由半日潮流输沙和M4潮流输沙组成,其中半日潮流输沙占主要部分。北港水下地貌结构和冲淤演变趋势与断面悬沙分布特征和输运结构密切相关。

灌河口沙咀成因分析及治理研究

融合前期的研究成果,对苏北灌河口口门沙咀成因进行分析.波浪沿岸输沙的结果表明,年平均净输沙方向为东南至西北,输沙量为3×10~4m^3/a,波浪沿岸输沙引起的沙咀沉积速率为0.5cm/a.从而对沙咀的成因提出了新的解释.并用数学模型计算了沙咀治理方案的各种流场.

基于解析解的长江口南港悬沙侧向捕集特征分析

为探讨长江口南港的水动力结构及悬沙侧向输运特征,本文从解析解的角度构建了潮汐河口水沙输运数学模型,并将其应用到长江口南港某横断面上。南港水动力主控于半日潮流,余流主要由陆相径流及本地非线性对流项驱动,悬沙分布上北侧副槽远大于南侧主槽,水沙分布的计算结果与实测结果在结构上基本一致。通过输沙函数进一步分析表明,潮流输沙和余流输沙是南港侧向输沙函数的两个主要部分。南港中强劲径流削弱了涨潮流,增强了落潮流,使得向河槽南侧的涨潮流输沙小于向河槽北侧的落潮流输沙,潮流输沙指向河槽北侧。径流驱动的南港侧向余流在涨潮流方向上为一逆时针环流结构,余流输沙指向河槽北侧。扩散输沙指向南侧主槽,因其总是指向悬沙浓度梯度的负方向。在各输沙因子的综合作用下,南港中大量悬沙捕集于河槽北侧,使得河槽北部底层潮平均含沙量值达到最大值。

河口河相关系及其受人类活动的影响

运用 10余条入海河口的资料建立以落潮流量为自变量的河口经验河相关系 .但因落潮流量是与河宽、断面面积有关的非独立自变量 ,基于涨、落潮 (包括径流 )的输沙平衡概念 ,得出了在平衡条件下河口沿程各断面落潮流量与径流及其潮流历时的关系式 ,从而使非独立自变量成为独立自变量 ,便于分析和预测人类活动对河口的影响 .据此 ,对浙江省几条河流河口的现状及人类活动 (引水、建水库、挡潮闸 )后 ,河口淤积的实际资料进行了验证 ,其平均误差为 15 % .

滨江船厂出港航道水文泥沙条件分析

通过对倒套区的泥沙来源、江床底质分布、含沙量变化规律以及潮流输沙分析认为，受地形影响倒套区产生的潮汐往复流，是倒套赖以生存的条件。从水动力特性的分析，倒套区无底沙输移，对维持航道水深有利。