长江口潮区和潮流界面变化及对工程响应

潮区界和潮流界是表征河口水动力作用的关键界面,是认识径流和潮流共同作用下泥沙输移和河床演变的基础。通过大通-徐六泾实测资料整理和分析,建立潮流界和潮区界位置的经验曲线,得到相同潮径组合下潮区界和潮流界相隔距离约为384km,即通过潮区界变化过程可探求潮流界年内和年际变化过程。主要成果为:年内潮流界最上端为501km,最下端可达口门附近;月均最上为434km,月均最下为155km,最大变幅为280km;潮区界年均位置、洪季平均及枯季平均位置分别为673km、617km、728km,潮流界多年洪季平均、枯季平均及年均位置分别为233km、344km、289km;90系列设计调度下潮流界位置10月和11月月均上溯最大达28km,下移距离月均最大达15km,洪季界面变化不大,枯季界面均值位置下移约3.2km,年均位置下移约1.8km。

长江下游潮流界变动段三益桥边滩与浅滩演变驱动机制分析

潮流界变动段的边滩与浅滩演变关联性强,同时受径潮流水动力、供沙来源及人类活动等多重影响,是航道治理与疏浚维护的重点河段。通过对三益桥河段1976-2017年期间河床冲淤、汊道分流比、三益桥边滩及浅滩演变过程的分析,明确三益桥边滩及浅滩演变的驱动机制。2012年以来三益桥边滩12.5 m水深以浅滩体体积为增大态势,大水年份边滩以淤积为主,设计航槽及深槽以冲刷为主,中水年份边滩淤积厚度小于深槽。上游五峰山弯道河势稳定,具有阻隔上游和畅洲河段河势、汊道分流比调整等传递作用,三益桥边滩淤涨(长)与上游和畅洲河段河势及汊道分流比调整的关系不显著,主要与流域来流流量大小及过程、上游河道冲刷供沙等相关。洪季三益桥上浅区碍航程度大于枯季,汛前中水流量(大通水文站流量介于26000~34000 m^3/s之间)持续天数长的年份碍航程度大于大洪水年份同时期;因此,流量过程决定边滩与浅滩的冲淤分布,中水流量持续时间长短及供沙量大小决定三益桥边滩淤积量及浅滩碍航淤积量。

长江河口潮流界与径流量定量关系研究

长江河口是径流、潮流相互作用的潮汐河口,潮汐的变化导致河道水体流态发生改变.本文设计高分辨率数值模式,基于河道断面流量的计算,得出了枯季和洪季不同保证率径流量下的长江潮流界位置.枯季潮流界位于芜湖上游70 km附近的太阳洲和镇江水文站之间,洪季潮流界变化范围在江阴上游太平洲叉道中段至民主沙之间100 km范围内.对不同径流量下潮流界位置的计算结果作多次拟合,得出枯季潮流界y与径流量x的相关关系为y=-4×10^(-10)x^3+1×10^(-5)x^2-0.193 7x+1 232.9(R^2=0.984 2),洪季潮流界y与径流量x的定量关系为y=2×10^(-13)x^3+3×10^(-8)x^2-0.007 4x+359.35(R^2=0.996 9).本文结果可为长江潮流界的确定提供科学依据.

长江下游典型代表性潮型选择研究初探

通过建立大通至长江口一维水沙数学模型,在实测资料验证的基础上计算得出沿程各站逐时潮位。利用计算得出的逐时潮位资料,研究了江阴、徐六泾和六效的高潮位以及日平均潮位与上游大通径流量的相关关系,分析上游径流与近河口河段潮位影响趋势。通过一维水沙数学模型结合不同潮差累积频率的代表性潮型作为下游控制条件计算,在比较河段实测冲淤量与计算冲淤量的基础上,分析不同潮差累积频率的代表性潮型适应性。

万泉河嘉积至博鳌河段河道水力特性分析

依托万泉河一期航道建设研究,建立了万泉河嘉积至博鳌河段二维正交曲线水流数学模型。首先采用天然资料对模型进行率定,通过有关参数调整,使数值计算成果与天然实测资料达到精度要求。依据对枯水期大潮、枯水期小潮、洪水期大潮3次潮流模拟成果,详细分析了目标河段地形、水位、比降、流速的变化特征,给出了潮区界、潮流界变化规律,明确了感潮河段的具体位置,并重点介绍了博鳌水域流场分布,为万泉河航道建设规划提供了技术支撑。

长江潮流界位置探讨

长江是径流、潮流中等的潮汐河口,纳潮量十分巨大。长江口水流动力因素以径流和潮流为主。对潮流界位置进行了探讨,其位置随上游径流大小而变化,国内流行的一种长江潮流界在江阴的说法是不够确切的。

潮流能自由变偏角水轮机限位角优化方法

针对潮流能水轮机中的水动力问题,采用基于粘性CFD理论的多体耦合数值模拟方法对影响潮流能自由变偏角水轮机水动力性能的重要参数限位角进行研究.通过对比不同限位角下叶片偏角和水轮机转矩变化规律,阐明了限位角对水轮机运动特性和动力特性的影响规律.以水轮机功率最大化为优化目标,提出了限位角参数优化选取方法,并进行了实例验证.研究表明:当叶片摆动到限位角时,偏角由限位角的大小决定,限位角上限和下限对偏角的控制区域不同,这样可以通过单独调节限位角的上限或者下限分别改善叶片在不同方位角处的水动力特性.

鳌江干流水头段防洪治理工程效益初步分析

鳌江干流水头段为河道的潮流界区域,上承洪水,下御潮汐,防洪能力薄弱,整治条件复杂。为分析该区域的防洪治理效果,采用物理模型及数学模型开展相关研究。结果表明,分洪、拓宽、疏浚、裁弯、筑堤等措施各有利弊,但经综合整治后,能够有效提高区域的总体防洪能力。因此,在复杂河道中开展防洪治理时,有必要厘清各措施的特点,传统的最高洪水位降幅不一定作为效益分析的唯一标准,最终决策的依据是能否为当地居民的正常生产生活提供保障,即形成有效的防洪闭合圈,必要时可权衡利弊,多管齐下。

基于数学模型的长江潮流界变化特性

长江下游河段受径流、潮流综合作用,水动力因素复杂。基于数值模型,结合径、潮流动力比的概念对长江潮流界的主要特性作了分析,研究了在不同径流、潮流条件下潮流界的变动特点;并根据江阴河段的模型计算结果分析了地形对径潮流动力分配的影响。结果表明,径流对长江潮流界变化的影响范围比潮汐更大;且由于地形的差异,径潮动力比在同一断面中的浅滩部分小于深槽部分,即浅滩部分潮流动力相对更强。

试析FACTS设备对电网输电断面潮流极限的提升作用

作为电力调度人员监控的关键目标,输电断面能直观反映出电力系统的薄弱环节,因此输电断面极限传输功率是衡量电力系统正常运行时连接电网两个区域间所有输电线路安全性及可靠性的重要指标.但近年来随着多种新型一次能源技术的不断完善、多层级电磁环网的日益发展、区域间电网互联的不断扩大及机组容量的持续增加,电网输电断面潮流的可控性受到极大挑战,而传统解决方法存在着效果不佳、投资巨大等问题,故利用柔性交流输电系统(FACTS)来大幅提高线路的电力输送能力并调整潮流分布就成为了亟待解决的重要课题.

水口电站建设对闽江河口区的影响

文章通过对福建闽江水口电站１９９３年４月蓄水后，坝下径流过程及实测的水文泥沙、水下地形资料分析研究，探讨电站建成后对下游河口区的影响，并为航运及沿江的工程建设提供了科学依据。

基于弯道二次流修正模型的大辽河潮流界时空变化模拟

基于ELADI算法的平面二维水环境模型WESC2D,定量研究大辽河潮区界与潮流界的时空变化规律。在模拟和验证大辽河潮位变化过程基础上,通过数值试验系统地模拟分析了上游径流量及汇流比、下游潮差和海平面上升对大辽河潮区界与潮流界的影响规律,并以1999年—2009年水文过程为条件定量研究大辽河潮流界的年、月变化及潮流界位置出现频率。结果表明,径流是影响大辽河潮区界与潮流界位置的主要因素,大辽河潮流界远远超过三岔河。

径潮流变化对长江潮流界位置的影响研究

赤潮流界是表征河口径潮相互作用的关键界面,受各种动力作用在空间上不断上下迁移。本文基于2012—2019年间长江口岸直水道五峰山至南支河段大范围实测资料,分析了46种径潮流组合下,长江主汊河段主深槽潮流界位置的变化。研究结果表明:(1)在径流条件一定时,随着潮差的减小潮流界位置逐渐向下游移动,初始时期潮流界位置下移速度较慢,后期加快。(2)在潮差一定时,当上边界径流量以同样速度增加时,枯水期潮流界向下游移动的速度快,平水期与丰水期潮流界向下游移动的速度会逐渐减慢。(3)潮流界距大通的距离与潮径比呈显著相关的对数关系,可用于今后潮流界位置的定量计算。潮流界位置随着潮径比的减小而下移,当潮径比约为0.56时,潮流界位置在江阴附近。新水沙条件下,长江潮流界位置的研究对“长江大保护”战略下河口海岸地区的开发规划具有重要现实意义。

近年珠江三角洲潮流特征变化分析

针对河道取砂等因素的影响,基于实测资料,建立珠江口潮流数学模型,通过模型计算,从潮位、潮波传播速度、潮区界与潮流界位置、潮量与历时等方面,分析了近年珠三角潮流特征的变化情况。结果表明:网河区潮位总体下降明显而口门区潮位变幅较小,潮波传播速度变快,潮区界、潮流界往上游移动,潮流动力增强、径流动力相对减弱,涨潮通量增加、历时延长。成果供航道整治与港口建设等参考。

FVCOM在长江口水动力数值模拟中的应用

本文以"大江河口湿地演变退化的评价体系"项目为背景,应用FVCOM潮流及形态动力学模型建立长江口三维潮流数值计算模型,建立了包括长江口、杭州湾及邻近海域大范围的三维潮流数值模型,基于Linux平台下的并行计算使得变尺度大范围河口地区的模拟效率得到了很大的提高。运用实测潮位、流速、流向对模型的相似性进行验证,计算验证结果与实测值比较吻合,模拟流场能够比较好的反映长江口地区往复流场和口外区域顺时针旋转流特征,可以用于长江口潮流的进一步研究。

潮流界以下河段航道整治水位确定方法研究——以长江江阴以下河段为例

在总结分析现有整治水位确定方法的基础上,根据潮流界以下河段的水沙运动特性,本文提出一种基于输沙能力的航道整治水位确定方法。考虑上游来水、下游潮汐为独立事件,统计潮流界以下河段上游来水、下游潮汐不同等级组合出现的频率,采用数学模型计算相应组合下河段沿程的潮位、流速过程,以流速四次方代表水流的输沙能力,统计不同潮位等级对应的综合净输沙能力,确定最大综合净输沙能力对应的水位为(最优)航道整治水位。以长江下游白茆沙水道和福姜沙水道为例,计算了所在河段的航道整治水位,并探讨了起动流速对整治水位计算的影响和最高整治水位概念对工程的意义。

长江潮流界对径流、潮差变化的响应研究

河口径潮相互作用是感潮河段特有的水文现象,是引起河口水动力条件复杂的主要原因之一,潮流界是径潮作用河道的重要界面之一.以数学模型为研究工具,建立了潮流界和涨潮副流顶端与径流、潮差的关系式.研究认为,非极端水文条件下,潮流界在南京八卦洲下游20km至徐六泾站下游10km之间变化,变幅约256km,涨潮副流顶端变化范围远小于潮流界.随着径流量的减小,潮流界与涨潮副流顶端向上游移动速度加快,二者之间的距离随径流、潮差的增大而增大.