钱塘江河口治江缩窄对涌潮的影响

20世纪60年代后期以来,钱塘江河口进行了大规模的治江缩窄,显著改变了河口的水沙、地貌及其相互作用过程,而对于涌潮在高强度人类活动扰动下的响应认知尚不全面。基于实测资料,结合涌潮数学模型分析大规模治江缩窄对钱塘江河口潮汐、河床以及涌潮的影响。结果表明:治江缩窄后,滩槽分布基本稳定;山潮水比增大,大致以盐官为界,涌潮河段下游段淤积,上游段冲刷,沙坎下移;高潮位沿程抬升,涌潮起潮点附近及闸口—仓前河段潮差增大,仓前—盐官河段潮差减小;涌潮起潮点和最大涌潮位置下移,观潮位置固定,潮景丰富稳定,潮到时间稳定,涌潮高度变幅减小,仓前—盐官河段涌潮高度减小。为保护涌潮,需要在涌潮河段维持较大的潮差和适宜的水深,不宜开展大规模的缩窄。

淤泥质海岸岬湾沙滩沙泥分界特征及机理

以浙江省淤泥质海岸岬湾沙滩为研究对象,剖析了影响沙泥分界点位置的主要因素和沙泥分界的影响机理,并提出了岬湾沙滩沙泥分界点高程计算公式。结果表明:潮位、滩前波高、沙滩坡度和潮差是影响沙泥分界点位置的主要因素;沙泥分界点深度与滩前1/10大波平均波高和大潮平均潮差呈正相关关系,与沙滩坡度呈负相关关系;沙泥分界点位置呈现季节性变化和年际变化,夏季沙泥分界点位置向海外移且高程下降、冬季分界点向岸上溯,2020年比2019年的沙泥分界点位置呈现向海外移、高程下降的趋势。

钱塘江河口段含沙量变化特征模拟分析

钱塘江为强涌潮、高含沙、强冲淤的冲积性河口,认识潮流作用下含沙量变异特征对河口防灾减灾、资源利用保护和治理具有重要意义。结合水沙实测资料分析和二维数值模拟的方法,研究了钱塘江河口段含沙量时变特性和空间分布规律,探讨了其纵向分布对潮流动力、尖山河段河势的响应。结果表明,在潮周期内含沙量呈强烈的时变特征,半月潮周期内含沙量与潮差呈明显的正相关;含沙量纵向分布表现为“仓前至曹娥江口含沙量高、两头低”的最大浑浊带分布特征,横向分布的随潮变化与断面形态密切相关。研究结果对丰富河口输沙规律和治理与管理具有参考价值。

浙江省水利工程产权化的问题与对策分析

为加强水利工程管理,保障功能效益发挥,推进水利工程产权制度改革。根据浙江实践,创新性提出了水利工程管理“三化”改革,梳理并分析了水利工程在产权化过程中存在的问题,给出对策措施,为理清水利工程产权性质,明确建管权责,提高水利工程产权化登记效率,更好地推动浙江水利工程产权化的改革与地方实际应用。

钱塘江河口西江塘海塘塘脚冲淤特性研究

海塘塘脚冲刷是影响河口海塘结构稳定的主要因素之一。准确把握河口区复杂水动力下海塘塘脚冲淤规律并提出精准的海塘塘脚冲刷预测方法,对保障海塘工程安全起着重要作用。为此,以钱塘江河口西江塘海塘为例,利用2010年以来的逐月实测断面监测资料,分析了海塘塘脚冲淤的变化规律,并基于悬移质挟沙力输沙和河床变形理论,提出了基于过程的非恒定水流下塘脚冲刷预测方法,利用该方法计算了其塘脚冲刷深度。结果表明,西江塘段海塘呈现洪冲潮淤的变化规律,其塘脚冲刷的临界径流量约为5 000 m~3/s,冲刷预测误差可降低到20%以内,预测精度得到明显提升。

钱塘江河口过江隧道河段极端洪水冲刷深度的预测

钱塘江河口为强冲积性河口,在洪潮水流共同作用下河床冲淤剧烈,极端洪水条件下河床的冲刷深度是过江隧道工程的关键问题之一。基于河床演变分析、动床数值模拟和动床物理模型等研究手段,建立了钱塘江河口过江隧道河段洪水冲刷深度的预测模型,分别经钱塘江河口的典型实测地形、水流泥沙及河床冲淤等实测资料进行验证。在此基础上预测了某过江隧道河段在极端洪水作用下河床最大冲刷深度,三种研究方法所得的结果定性定量基本合理,且与后来地质详勘的沉积分析成果基本一致,进一步表明了预测模型的可靠性,预测的最大冲刷深度可为过江隧道的合理埋设提供科学依据。

钱塘江河口段盐水入侵的时空变化及预测模型

杭州城市供水85%取自钱塘江河口段,取水水质在枯水大潮期都不同程度地受到盐水入侵的威胁,分析钱塘江河口盐水入侵时空变化及研制二维数值预测模型对保障城市供水安全十分必要。根据钱塘江河口段实测水文氯度资料,分析了强潮作用下盐水入侵的时空变化特征;据此构建考虑斜压作用的二维水流、盐度输移的耦合数学模型,计算格式采用守恒性较好的有限体积法;在模型验证的基础上,数值分析了径流和潮汐对钱塘江河口段盐水入侵的影响,结果表明河口段的盐水入侵明显地受径流和潮汐的影响,据此可通过增大上游新安江水库的下泄流量抑制盐水入侵上溯以减小取水口氯度及超标时间,确保用水安全。

近50年来浙江入海河流水沙通量变化过程

基于1961—2012年浙江主要入海河流年径流量和输沙量的时间序列资料，结合流域降水量和相关人类活动，通过数理统计，阐述了河流入海水沙通量的多尺度变化过程。结果表明：1961—2012年浙江入海河流径流量基于多年平均值上下波动、无明显趋势性变化，降水量的波动是径流量年际变化的主要影响因素。近50年来，河流的输沙量年际波动比较剧烈，整体呈减少的态势。径流模数和输沙模数双累积拟合陆线表明，输沙量存在2—5个不等的时间尺度变化特征，各阶段输沙量明显减少与人类活动关系密切，流域的水土保持、水利枢纽兴建、人为采砂等活动改变了河流的水沙过程。

钱塘江河口古海塘塘前滩地冲刷研究

利用2010年以来钱塘江河口海宁古海塘塘前滩地地形精细化监测资料,结合河口洪水、潮汐以及宏观河床地形等资料数据,分析了古海塘塘前滩地冲刷机理。结果表明:(1)古海塘所在的强涌潮河段,潮强流急、河床冲淤变化剧烈,年际河床呈现丰冲枯淤,年内呈现洪冲枯淤、大潮期或冲或淤的特征;(2)塘前滩地高程对洪潮动力响应复杂,其中大缺口河段位于潮水上溯顶冲河段,塘前滩地以潮水冲刷为主,最低高程出现在梅汛后的秋季大潮期,洪水对该段滩地的影响主要是梅汛期冲刷河槽,江道容积越大,进而潮动力越强滩地冲刷越剧烈;尖山河段塘前滩地以洪水冲刷为主,梅汛期后的大潮期亦有一定的冲刷。成果揭示了塘前滩地高程对洪潮动力宏观层面的响应机理和时空差异性。

河口水沙数学模型的并行化研究

为了提高河口水沙数学模型的计算速度,通过基于共享内存的OpenMP和基于区域分解的消息传递模型(MPI并行)两种并行方法,将串行的河口水沙数学模型并行化。将并行模型应用到钱塘江河口潮流泥沙运动模拟实例中。结果表明,该并行模型能大大提高计算速度。其中,OpenMP方法并行效率较低,而基于区域分解的MPI并行有很好的加速效果,在64个处理器上加速比可接近36,具有较大的推广价值。

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。

人类活动影响下飞云江河口河床演变分析

2000年以来,飞云江流域受上游珊溪水利枢纽工程建设、口外南北两侧大规模滩涂围垦、河道采砂、桥梁建设等人类活动的影响,河口河床发生了一系列变化。以2000年为界,利用此前22 a、其后12 a共30个测次的实测水下地形资料,分析了近10多年来飞云江河口的河床演变形势。研究表明,在相关人类活动影响下,河口河床容积较此前扩大约11.9%,河床冲淤变幅有所减小,河床稳定性有所增强;弯曲河段深槽由原来紧贴凹岸向走中发展,顺直河段断面形态由"W"形向"U"形发展。此外,对其影响原因进行了初步分析。

瓯江河口江心屿河段河势演变规律初探

瓯江河口江心屿河段位于河口过渡段,是典型的分汊河段,其河床演变同时受陆域与海域两向来水、来沙条件共同控制,表现为河床冲淤幅度大,主槽不稳定、南北摆动、浅滩变化快等特点。本文利用历年水文泥沙资料和水下地形测图资料,综合论述了瓯江河口江心屿分汊河段主支汊变迁、南北汊分流比变化和河段深泓线变化,分析了江心屿分汊河段的河势演变规律,根据河段的水沙资料和典型断面的冲淤变化,建立了分汊段典型断面与落潮分流比之间的关系,据此可通过调整过水断面的整治措施初步调控南北汊分流比,以期为水行政主管部门开展治理提供决策依据,最后提出了江心屿分汊河段整治意见。该文对其他河口分汊河段的研究和整治有借鉴意义。

钱塘江河口闸站口门淤积及冲沙研究

钱塘江两岸闸站众多,悬浮粉沙在强动力作用下,易在闸下回流区落淤,从而影响其正常运行,本文以出口位于坝田区的八堡泵站为例,通过泵站出口河段数值模拟和物理模型试验,对不排涝期闸下淤积和淤积后的冲沙效果进行了详细研究,并针对相似岸线条件下的滩地地形及高含沙量区闸下骤淤进行了实测淤积类比分析。研究结果表明:闸站关闭状态下,3个月枯水期后边滩可淤积至平均高潮位,落淤的粉沙体,在水泵效率较高的落潮低水位时段,经过上闸门的单泵单孔冲沙,可将排涝通道冲开。研究成果对河口区闸站的设计及后期运行维护具有参考意义。

风浪流耦合的浙江沿海二维水沙输移数学模型初步研究

将长江口、浙江河口及近海区域作为整体,耦合风力、波浪和潮流,建立浙江沿海平面二维水沙输移数学模型,对浙江近海的潮位、潮流及含沙量过程进行数值模拟。采用31个潮位站的潮位数据、5个断面18个水文垂线的潮流及含沙量资料对模型进行验证,结果表明,模型能比较准确地复演浙江近海潮汐运动规律,并可基本反映含沙量过程的变化特征。初步结果将有利于进一步开展浙江沿海水沙输移通量变化研究。

飞云江河口区水中塔基整体物理模型试验研究

采用定床和动床水流泥沙整体物理模型研究了飞云江河口区水中塔基建造对所在河段的水动力和河床冲淤的变化,分析了塔基建造对河道防洪排涝、航道安全、飞云江三桥、北岸深槽的影响,对一定距离外的桥梁、航道和堤塘的不利影响较小,但塔基附近会产生4.00m左右的局部冲刷。

钱塘江河口近口段取水口附近河床局部冲刷试验研究

拟建杭州市桐庐县水厂取水口位于富春江电站下游4.5 km处,属于钱塘江近口段,以径流为主,取水口的设置将引起河床局部冲刷,由于取水口结构复杂,且取水的时候,还存在局部流态改变,无法用公式计算局部冲刷,因此首先采用实测资料进行工程河段河势分析,再利用水槽模型试验可以探讨在一定洪水作用组合不同取水流量下取水口周边的局部冲刷深度。通过试验表明,在100 a一遇洪水作用下,当单孔取水流量最大时,局部冲刷深度最大,范围也较大,当不取水的时候,冲刷深度相对最小,范围也较小,成果可为工程建设、运行安全等提供技术支撑。

治江缩窄条件下钱塘江河口段滩涂资源变迁及趋势分析

利用钱塘江河口断面资料,统计了钱塘江河口段近60 a来滩涂资源总量,结合钱塘江河口的治江缩窄进展,分析了各段江道滩涂资源的总量变化以及相对变化。结果表明:随着钱塘江河口段治江缩窄的不断推进,河口段滩涂资源不断减小,但由于缩窄后潮量减小,河口出现淤积,滩涂资源总量(已围面积加上围区外滩涂面积)不断增加;滩涂资源分布随着治江缩窄的推进不断下移,鼠尾山至澉浦河段逐渐成为滩涂资源分布的主要河段。

红树林布置参数对其消浪效果的敏感性试验研究

近年来,红树林在海岸带保护与修复工程中的应用越发广泛,如何科学布置红树林以发挥其消浪效果至关重要。红树林的淹没度、种植密度、种植宽度以及排布方式等因素均会对红树林的消浪效果产生不同程度的影响。为了探究上述参数对红树林消浪的影响,开展物理模型试验并对不同参数的影响进行敏感性分析。选取浙江乐清湾内海山西塘前沿红树林带为研究对象,构建1∶5正态水槽模型,将桧柏树二次加工制作模型树,开展红树林消浪试验,研究红树林各布置参数对其消浪效果的影响及敏感性。试验结果表明:红树林的消浪效果随着淹没度的增大而减弱;红树林的宽度越大,消浪效果越好,但红树林前半段单位长度的消浪率往往大于后半段;种植密度的增大会提升红树林的消浪效果;相同种植密度下,“品”形排布的消浪效果总体上接近或略好于矩形排布。经敏感性分析,淹没度对于红树林消浪效果的影响最显著,其次为红树林宽度。研究成果初步探明了红树林较优消浪效果的布置参数及其组合方式,为海塘安澜工程的红树林种植工程防灾减灾效益最大化提供了参考。

飞云江河口河势演变新特征及影响因素初探

为了解浙江飞云江河口近期河势变化特征及河势变化影响因素,通过实测资料分析,对各个特征地貌单元的变化过程进行了详细的研究,并初步分析了大型涉水工程和人类活动对河势的影响。研究结果表明:1979年以来飞云江河口主要的河势变化发生在涂头-上望河段,其变化可分为心滩退化、支汊淤积和主槽位置调整三大类。通过实测径流、泥沙资料统计分析,提出上游建库和江道采砂等人类活动造成的水沙边界条件变化是导致飞云江河口形势变化的主要因素。