甬江及口外海域潮流泥沙数值模拟
瓯江口航道二期治理潜堤工程三维潮流数值模拟
算 区域 内共 有 三 角形 网格 节 点 １ ４ ５０ ９个 ，三 角 形单 元 ２ ８
５ ９个 ， ９ 最小 网格 步长 为 ２ Ｉ时 间步 长最 小 为 ０３Ｓ 由图 ５１， Ｔ ． 。
２可 以看 出 ， ｊ角 形 网格较 好 地 概 括 了计 算 域 内复 杂 的 岛 屿岸线 和地形 特 征 ， 复杂岸 线 的拟合较 为精 确 。 对
实 施 后 ， 汀 北 口航 道 、 头 水 道 、 ¨ 水 道 、 门 岛 ￣／． 岛 间 水 域 流 速 略 有 变 化 ， 他 水 域 则 基 本 不 瓯 沙 小 大 ｌＪ ｌ＇ 门 其 变 。 近海 区高 低 潮 位 变 幅 为 ０ ２Ｃｌ从 对 周 围水 动 力影 响角 度 考 虑 ， 程 是 可 行 的 。 附 ￣ ｎ。 Ｔ
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４ｄ３ － ＃表 层 流 向验 证
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１ 模型 的验 证 ． ２
（ ） 数选 取 。 型计 算 中干水深 为 ０ ０ 淹没水 深为 ００ 湿 水深 为 ０１ｉ， ５参 模 ． ５ｍ， ０ ． ｍ， ５ ． ｎ 底部摩 擦力 糙率 高度
采 用 ２０ ０ ６年 １ ０月 ７ ８日在 工程 海 区进 行 的 １ 潮 位 站和 ｌ ～ ３个 ４条垂 线 的水 文 大 潮测 量 资料 对 模 型进 行 了验 证 ， １ 测站 均进行 了对 应实测 的各 层 的流速 流 向验 证 。 验证情 况看 ， 对 ４个 从 计算 的潮 位过 程和各层 的
ｌ 模 型 的 建 立 及 验 证
某顺岸式栈桥码头泥沙淤积成因分析
某顺岸式栈桥码头泥沙淤积成因分析宋晓军;白志刚;臧颖【摘要】某顺岸式栈桥码头泊位改造后呈现淤积速度加快的状态,通过MIKE21建立二维潮流泥沙模型,模拟了泊位的潮流、泥沙淤积情况.潮流、悬沙量的模拟结果与实地测量结果验证良好.金塘水道所在海域潮流主要以往复流为主,金塘水道淤积的泥沙主要为“过路沙”.码头淤积的原因有地理位置和地形、泊位布置和走向、船舶停靠、临近电厂排水、码头桩基、后期的疏浚等,并通过数值模拟的方法详细分析了船舶停靠与否、临近电厂排水与否、码头桩基存在与否以及临近电厂取水区域地形深浅对于泊位淤积的影响.得出结论:码头设计和建设的不合理是淤积的主因.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】8页(P60-67)【关键词】顺岸式栈桥码头;潮流泥沙;淤积成因;数值模拟【作者】宋晓军;白志刚;臧颖【作者单位】中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司,浙江宁波315800;天津大学建筑工程学院,天津300072;天津大学建筑工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TN92由于海岸泥沙的运动，航道或多或少会发生淤积，进而影响航道的正常使用。
因此研究港口和航道淤积的成因、了解航道淤积的规律是至关重要的，其为防淤和减淤工作提供了前提条件。
刘家驹提出了连云港外航道以悬沙落淤为主的计算方法，对连云港外航道的回淤做出了预报[1]。
王成环研究了京唐港在挡沙堤形成的各阶段港区附近泥沙的运动规律[2]。
张庆河等依据现场测量结果给出了黄骅港附近海域海床表层泥沙颗粒的分布规律，并对海域表层泥沙的运动特性进行分析[3]。
张金善等以外高桥港区码头为例，根据实测资料、物理模型试验及数学模型计算的结果，发现桩基的阻水作用是码头回淤的主要原因[4]。
赵洪波等利用水流槽试验研究顺岸式码头水流的特点，通过理论推导得出顺岸式码头港池的淤积公式[5]。
倪云林等利用金塘水道水深地形资料，分析了冲淤变化的原因，发现金塘水道的海床上以轻微冲刷为主，而潮滩则表现为不断淤涨；水道冲淤呈现由冲刷转向淤积的调整趋势[6]。
金塘水道悬沙场遥感反演及数值模拟
金塘水道悬沙场遥感反演及数值模拟蒯宇;陶建峰;康彦彦【摘要】Based on the data from the GOCI(Geostationary Ocean Color Imager), three different remote sensing models were compared and the neural network model with a relative higher accuracy was chosen to interpret the SSC (Suspended Sediment Concentration) field during the spring tide in June 2015. A 2D tidal current and suspended sediment model was adopted to carry out numerical simulation of suspended sediment movement during the same period. Comparison results between the remote sensing interpretation and the numerical model show that the SSC is higher in the north part of the Jintang Channel than it in the south part, and it has a periodic characteristic that the SSC increases during the flood period and decreases during the ebb tide. The remote sensing results and deduced numerical model results are relatively similar in both water surface SSC distribution and magnitude, which provides a method for areas with large horizontal scales lacking SSC data.%基于GOCI遥感数据,通过三种遥感模型的比较,选择了精度较高的神经网络模型,对2015年6月大潮时期的悬沙场进行解译,并建立了二维潮流泥沙数学模型对同时段的悬沙场进行了模拟.比较遥感解译与数模的结果得到:金塘水道悬沙场呈现北高南低的分布特征,时间上具有明显的周期性,涨潮时悬沙量逐渐减小,落潮时逐渐增大;遥感解译与数模模拟推算得到的水体表面的悬沙场在分布趋势和量值上较为一致,为大范围水域缺少泥沙分布资料的情况提供了一种可借鉴的研究方法.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】7页(P228-234)【关键词】金塘水道;遥感解译;数值模拟;悬沙输移【作者】蒯宇;陶建峰;康彦彦【作者单位】河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京 210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京 210098【正文语种】中文【中图分类】P748;O242.1金塘水道是一条由潮流长期冲蚀作用形成的峡道型潮汐通道[1]，是连接杭州湾南岸海域与外海的潮汐通道之一（图1）。
甬江和口外金塘水道水沙特性及悬沙输移分析
甬江和口外金塘水道水沙特性及悬沙输移分析蒋文志;马洪亮;王震【摘要】Based on surveyed hydrological sediment data of Yongjiang and Jintang channel in July 2010, the analysis on the hydrodynamic, sediment characteristics and suspended sediment transport is carried out. The results show that tidal range in Yongjiang River estuary and its adjacent water areas is relatively small, while tidal current is strong and reciprocating. Sediment concentration increases gradually from upstream to downstream in Yongjiang river, and the sediment concentration in the northern part is larger than that in the southern part in the Jintang channel. The sediment mainly comes from northern Yangtze estuary and Hangzhou bay.%根据甬江和口外金塘水道2010年7月实测水文泥沙资料,对水动力、泥沙特性和悬沙输移进行了分析.结果表明,在甬江口及其附近水域潮差较小,潮流强,呈往复流;甬江河道自上游向下游含沙量逐渐增大,金塘水道北部水域含沙量大于南部水域,泥沙主要来自北部的长江口及杭州湾.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)011【总页数】6页(P3162-3166,3177)【关键词】甬江;金塘水道;水沙特性;悬沙输移【作者】蒋文志;马洪亮;王震【作者单位】河海大学港口海岸与近海工程学院,南京210098【正文语种】中文【中图分类】TV141.3甬江位于浙江省东部沿海，北接杭州湾，东临舟山群岛。
宁波-舟山海域污染物扩散的数值模拟
宁波-舟山海域污染物扩散的数值模拟
宁波-舟山海域污染物扩散的数值模拟
基于宁波-舟山海域潮流场,建立了该海域三维变边界的污染物扩散模型,对COD、无机氮、活性磷酸盐的浓度进行了数值模拟,并对界面源的影响进行了分析.结果表明:污染物浓度在海域内呈由西北向东南方向递减的趋势;COD浓度在大部分海域满足一类水质标准,无机氮和活性磷酸盐浓度在研究海域超出二类水质标准;研究海域的界面源对该海域污染物浓度"贡献"在85%以上.
作者：蔡惠文孙英兰张越美张燕余静CAI Hui-Wen SUN Ying-Lan ZHANG Yue-Mei ZHANG Yan YU Jing 作者单位：中国海洋大学环境科学与工程学院,山东,青岛,266100 刊名：中国海洋大学学报（自然科学版）ISTIC PKU 英文刊名：PERIODICAL OF OCEAN UNIVERSITY OF CHINA 年，卷(期)： 2006 36(6) 分类号：X171 关键词：宁波-舟山海域扩散模型污染物浓度界面源。
黄岛电厂取水工程潮流泥沙数值模拟
黄岛电厂取水工程潮流泥沙数值模拟
李孟国;时钟
【期刊名称】《海岸工程》
【年(卷),期】2006(25)2
【摘要】建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪及其破碎作用的二维潮流场和泥沙场数学模型,对黄岛电厂取水海域的潮流场、泥沙场进行了数值模拟和分析,对电厂取水口的泥淤积强度进行了计算.计算结果表明,电厂取水口附近海区流弱水清,取水口泥沙淤积轻微,对电厂取水基本没有影响.
【总页数】9页(P13-21)
【作者】李孟国;时钟
【作者单位】交通部天津水运工程科学研究所,天津,300456;上海交通大学,港口与海岸工程系,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】P731.21
【相关文献】
1.火电厂取水工程中泥沙问题及试验研究 [J], 段志科;李慧梅
2.北仑电厂码头改扩建工程潮流泥沙数值模拟 [J], 高峰;张宏阳;刘海成;李永华
3.WASSIT电厂取水工程水流与泥沙冲淤演变计算研究 [J], 张志祥
4.越南广宁电厂明渠取水工程泥沙试验研究 [J], 张立志;吴红娟;吴修锋
5.电厂港池取水工程泥沙回淤研究 [J], 佘小建;崔峥;毛宁
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北仑电厂码头改扩建工程潮流泥沙数值模拟
国电浙江北仑电厂位于北仑港畔 ， 北隔杭州湾与浙江省海盐县的秦山核电站相望。 电厂现有 ５ ６０Ｍ ０ Ｗ Ｘ 机组 ， 码头泊位长 ６ １ 。９０ ６ １９ 年建成一期 ３ 万 ｔ ｍ ． ５ 级卸船泊位 １ ， ２４ｍ、 ３ ， 万 ｔ 个 长 ７ 宽 ２ｍ １ 级装船泊位 １
的潮流泥沙场 ， 中大范围模型为小范围模型提供边界条件。 其 计算结果表 明： 改扩建工程使周边局部海域 流场减弱 ， 但影响范围有 限， 流场变化主要集 中于改扩建码头西侧及其后沿驳船码头港池开挖 区水域 ， 、 涨
落急流速变幅在 １ ． ３３ ％以内， 向变化值小于 ８３ｏ 流 ． 码头后沿 的浅滩 区是主要泥沙淤积 区， Ｏ 改扩建码头前
高 峰 张宏 阳 ２ ， ７ 刘海成 李永华 ，
（． １ 交通部天 津水运 工程科 学研 究所 工 程泥沙 交通行 业重点 实验 室，天津
３０ ５ ；． ０４ ６２ 国电浙江北仑第一发电有限公司， 宁波 ３５０ ） １８０
摘 要： 运用平面二维水流泥沙数学模 型， 分别建立 了包含金塘水道大范 围以及 拟建工程 区小范围水域
由于受金 塘 潮汐通 道水 流 和地 形 的影 响 ， 改扩建
码头工程区域潮 流的流态较 复杂 ， 、 涨 落潮流速 的水 动力 条件较 为 强劲 ， 了 了解 改扩 建码 头 附近 海 区流 为
场和水 深 冲淤 变化 ， 对码 头扩 建后 与 电厂取 水 口的相 互影响 ， 以及对 周 边 海 区 的影 响 ， 分 析 拟建 工 程 海 需 区附近水 流及 泥沙冲淤状 况 ， 为工程设计 提供依 据 。
西南距宁波市老城区约 ２ ｍ 拟建的一期码头改扩建工程位于宁波北仑港北仑电厂码头西端 ， ６ｋ 。 东临一期卸
文献综述-长江口水文、泥沙计算分析
长江口水文、泥沙计算分析文献综述1研究背景河口地区是海陆相互作用最为典型的区域，其水动力条件复杂，如径流、潮汐、波浪、沿岸流以及地转科氏力等作用强烈；人类活动也颇为活跃，其作为经济发展的强势地位集中体现在沿江、沿海等地域优势上。
众所周知，河流泥沙资料是为防治水土流失、减轻泥沙灾害、合理开发水土资源、维护生态平衡等方面的宏观分析与决策研究，以及流域水利水电工程建设规划、设计和水库运用、调度管理等提供科学依据的重要基础工作。
我国属于多河流、广流域的国家，据统计，在我国长达21000多公里的海岸线上，分布着大小不同、类型各异的河口1800多个，其中河流长度在100公里以上的河口有60多个（沈焕庭等，2001）。
长江是我国第一大河，水量丰沛，输沙量大，全长约6300km，流域面积约180万km2，占全国面积的1/5。
其河流长度仅次于尼罗河与亚马孙河，入海水量仅次于亚马孙河与刚果河，均居世界第三位。
据长江大通站资料(1950~2004)，流域平均每年汇集于河道的径流总量达9.00 X 1011m3，并挟带约3. 78 X 108t泥沙(中华人民共和国泥沙公报，2004)，由长江河口的南槽、北槽、北港和北支等四条汉道输送入海。
根据长江口水流动力性质和形态特征，可分为径流段、过渡段、潮流段和口外海滨段。
过渡段是径流与潮流相互消长的河段，它自五峰山镇至徐六径，长约184km。
潮流段是潮流势力逐渐增强，径流势力相对减弱，风浪与风暴潮对河道的影响大增的河段，它自徐六径至河口，长约174km。
口外海滨段是诸多水动力因素非常活跃的场所，又受到海岸、海底等边界条件的制约，水流动力情况比较复杂。
它的大致范围是西起长江口拦门沙前端、东至水下三角洲前缘，南自南汇嘴附近、北达江苏省篙枝港(胡辉，1988；沈焕庭2000，2001；宋兰兰，2002)。
每个典型河段都有其固有的且相互影响的悬移质含沙量分布特性，它们在长江口地貌形态、河口演变过程中扮演着重要角色。
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甬江及口外海域潮流泥沙数值模拟蒯宇;陶建峰;张青;张长宽【摘要】建立了甬江河道及口外海域平面二维潮流泥沙数学模型,对2015年6月半个月的潮流场和悬沙场进行模拟,模拟结果与实测资料吻合良好.计算得到了研究区域洪季的余流场和输沙格局,结果表明:甬江口外余流整体由西北指向东南,河道余流指向下游;除口门局部水域,甬江口外输沙格局基本与余流场一致,悬沙经涨潮流的作用被带入甬江河道,致使河道内近口门处的输沙格局由口门向内;甬江口局部区域输沙格局与余流场存在差异的原因是悬沙输移与潮流运动存在时间上的滞后.%This paper presents a 2D tidal current and suspended sediment model which takes the Yongjiang River and the out sea area as the key research area.The model is adopted to carry out numerical simulation of tidal current and suspended sediment movement of half a month in the concerned area in June 2015.A good agreement is found between the observation data and computed results.Analysis on the computed residual current and sediment transport pattern in the flood season shows that the residual current generally causes transport from northwest to southeast in the out sea area,and seaward transport in the river.The sediment transport pattern is almost in accordance with the residual current pattern except local regions at the estuary.The sediment is transported into the Yongjiang River by the flood current and the net sediment transport direction near the estuary is towards the upstream.The local difference between the residual current and sediment transport patterns at the Yongjiang Estuaryis because of the time lag between the tidal current and suspended sediment movement.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】10页(P58-67)【关键词】甬江口;余流;悬沙输移;输沙格局【作者】蒯宇;陶建峰;张青;张长宽【作者单位】河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】P748;U658.92甬江位于浙江省东部沿海、杭州湾之南，其岸线曲折、河宽较窄、水深较浅。
河道宽度210～400 m；在河道弯曲的凹岸一般有深槽，水深达5～10 m，口门段的水深也达5～10 m，其余的水深在5 m以内。
甬江口外为金塘水道，水道内岛屿较少、水域开阔。
金塘水道西北部与杭州湾相接，东部与册子水道、螺头水道、穿山水道相连[1]。
根据熊绍隆等[2]对潮汐河口的分类标准，甬江河口属于典型的弯曲过渡型河口。
该类河口具有径流势力较强、潮波以驻波为主兼有前进波的特点，潮流含沙量较大、河口平面形态呈弯曲型。
不少学者对甬江口进行了研究，研究认为：甬江及口外金塘水道为非正规半日潮；由于口外海域水道交错加上独特的地形影响使该区域潮波变形及潮位特性与杭州湾及浙江省其他海区有较大区别，其潮波既非单纯的前进波也非单纯的驻波，兼有两者的特征[3-4]；甬江河道上游来沙较少，泥沙来源主要是海域来沙，悬沙和底质组成均以黏土质粉砂为主[5-7]。
上述研究多基于多点或多个断面的实测资料进行，对甬江及其口外的水沙特性有了一定的认识。
随着社会经济的发展，甬江及口外海域的人类活动日趋频繁，需要对该区域的水沙特性和时空分布有更为清晰的认识。
潮流泥沙数学模型可以更加具体地描述研究区域的水沙运动过程，给出相应的时空分布规律，在定量和预测水沙动力过程的研究和应用中已起着不可替代的作用。
本文利用2015年实测地形水文泥沙资料建立二维潮流泥沙数学模型(图1)，对甬江河道及口外海域的潮流和泥沙输移进行模拟，并分析了甬江口的输水输沙格局，成果可为该类河口的输水输沙格局以及河口河床演变研究提供借鉴和参考。
甬江及口外海域位置见图2。
在平面尺度较大海域的水流计算中，描述水流基本运动的Navie-Stokes方程可简化为沿水深平均的平面二维浅水方程。
由于甬江河道及其口外附近水域的底沙粒径较细，其中值粒径与悬浮颗粒的中值粒径接近，可认为该区域泥沙运动主要以悬沙为主。
连续性方程：动量守恒方程：为了精细地模拟甬江河道及口外海域的流场和悬沙场，并节省计算机时和存储量，建模时采用了大、小网格嵌套技术(图1)。
大模型上游边界取至奉化江的澄浪堰和姚江的姚江大闸，外海边界东至123°E，南起象山港以南的韭山列岛，北至杭州湾北岸。
小模型计算范围上游边界取至澄浪堰，外海边界南起金塘水道与螺头水道水道交界处，北至灰鳖洋以北。
大模型外海网格较疏，步长为300～500 m，河道区网格较密，沿河长方向网格步长约100 m，沿河宽方向网格步长约30 m。
小模型网格河口外网格步长为100 m，河道内网格步长约10 m。
大模型计算时初始潮位取初始时刻各边界点潮位的平均值，初始流速取为0；由于悬沙输移相对潮流动力趋于稳定的时间更长，含沙量给定一初值。
大模型外海边界潮位给定全球潮波模型TPXO[8]中13个分潮(M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1、MF、MM、M4、MS4、MN4)的调和常数，并由下式计算对应时刻的潮位值模型曼宁糙率系数为0.018～0.020。
泥沙沉速取絮团颗粒极限粒径(0.037 mm)的沉速，即ωs=0.5 mms。
模型中沉积和再悬浮泥沙通量采用Partheniades-Krone[9]公式计算，其中临界淤积切应力τd取值为1 000 Nm2 [10]，临界冲刷切应力τe根据现场和室内试验研究取值为0.5～0.6 Nm2，根据床面泥沙密度泥沙冲刷系数M取值为0.000 1～0.000 4 kg(m2·s)。
模型计算了2015-06-16—06-30(包含完整大、中、小潮)的潮流悬沙场，并且以测站的实测资料，分别对大、小潮期间的潮位、潮流和含沙量的计算结果进行了验证(图4～6)。
图7给出了甬江河道及口外海域大潮时期的涨落急流场和悬沙场。
涨潮时，部分涨潮流经金塘水道涌入甬江河道；落潮时，口外海域水流率先转向，随着外海潮位的回落，甬江河道涨潮水与上游径流一起下泄汇入口外海域。
镇海口站涨潮最大流速出现在其高潮前约2 h，落潮最大流速出现在其低潮前约2 h，流速的峰值既不与潮位的峰值同时出现，也不与中潮位完全同时出现，表明该区域潮波兼有前进波和驻波的特性，与前人研究成果一致。
甬江河道为往复流。
整个甬江河道与口外海域小潮的涨、落潮流场与大潮接近，但量值稍小，整体流态与实测资料一致。
涨潮时东南向含沙量相对较低的水体沿金塘水道向北运动，最低含沙量不足0.5 kgm3；落潮时高含沙量水体经灰鳖洋和金塘岛西部海域向南运动，最高含沙量超过5.0kgm3；由此可见，甬江口外北侧都是高含沙量区域，东南侧为低含沙量区域。
这与实测的悬沙分布趋势相似，进一步表明了计算结果的合理性和可靠性。
甬江口潮动力较强，潮流是泥沙运动的载体，因此潮致余流在一定程度上可指示水沙的净运移方向。
根据Stokes公式可得潮平均拉格朗日余流流速，即某一固定的水质点经历n个潮周期的净位移的时间平均[11]，由欧拉余流流速和Stokes漂流流速叠加得到：余流的计算没有考虑悬沙运动相对于潮流运动存在的滞后性，局部区域的输沙方向可能由于这种滞后性的存在而与余流的方向相反。
因此余流的计算结果仅可作为悬沙净输移的指示或校验，还需要计算该区域的输沙格局。
单宽水体输沙率为：由于甬江镇海口站位于甬江口外侧，能较好反映该海域潮位特性，故取该站2015年全年潮位资料进行潮差累积频率统计。
统计得到模型采用的6月下半月的大、中、小潮的潮差累计频率分别为10%、50%和75%，可认为是3种典型潮型的组合。
由于洪季期间上游径流作用较为明显，因此本文仅选择洪季的资料进行余流和输沙的计算，计算结果仅代表洪季特征。
图8给出了大小潮期间的潮平均欧拉余流场和拉格朗日余流场。
由图8可见，除了口门处较小的差别，该区域潮致拉格朗日余流与欧拉余流趋势和数值均基本相同。
大潮期间，由于口外海域的落潮潮流动力大于涨潮潮流动力，甬江口外海域的余流整体自北向南。
从北部来的一部分潮流在河口处受河道下泄的径流的影响会在甬江口门北侧转向，向西南方向运动；另一部分经过口门到达大黄蟒山处时也会掉头形成一股顺时针环流。
在金塘岛西南侧有局部的涨潮优势区，与文献[14]中描述一致，其与西侧的落潮优势区之间有一股较弱的逆时针环流。
就余流大小来看，口门北部水域中部余流较大，最大可以超过0.4 ms，浅滩处余流较小，不足0.1 ms；口门南部水域西岸余流较大，最大可以超过0.3 ms；大黄蟒山东侧的余流较小、西侧余流较大。
对于甬江河道，受上游径流下泄影响，其余流指向口外，河道里余流整体较大，口门处余流可达0.35 ms。
小潮期间余流的流向及分布与大潮基本一致，但由于小潮期间潮动力较弱，其余流数值明显小于大潮期间的余流，平均相差约0.1 ms。