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空心块体具有良好的阻水和促淤功能,近年来被广泛用于生态修复工程。本文结合水槽试验及Flow-3D数值模拟,分析了开敞型和半封闭型空心块体的阻水效应和泥沙淤积特性。结果表明:空心块体的开孔率对内部水流流速、紊动强度起主导作用,开孔率较小的半开敞型空心块体减速、制紊效果更强;开敞型和半封闭型空心块体近底层悬沙浓度分别增大56%和75%,两者均有利于促进泥沙在块体内部淤积,近底层水流紊动越强,泥沙淤积形态差异越大;空心块体所营造的低流速、泥沙微淤、内外连通的水沙环境是大型底栖生物的生境需求,半封闭型空心块体内部的低紊动水流结构更有利于大型底栖生物的栖息、繁衍。 相似文献
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本文基于现场观测的絮团粒径、悬沙浓度及水动力数据,研究了黄河口南部潮滩泥沙絮凝特征。研究发现,黄河口潮滩絮团粒径在25.42～264.44 μm之间,平均为95.20 μm。水体紊动对黄河口潮滩絮凝的影响存在差异,紊动对絮凝促进作用的上限约为Gl=3.76 s?1。紊动强度低于Gl时,紊动促进泥沙絮凝,絮团粒径随紊动加强而增大;反之水体紊动对絮凝主要起抑制作用,絮团粒径随紊动强度增大而减小。悬沙浓度对黄河口潮滩泥沙絮凝起抑制作用,同等紊动条件下高悬沙浓度对应的絮团粒径更小。黄河口潮滩絮团有效密度与粒径呈现负相关关系,沉速主要受粒径影响。本研究补充了对弱潮河口潮滩泥沙絮凝特性的认识。 相似文献
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潮沟系统水沙输运研究——以长江口崇明东滩为例 总被引：1，自引：1，他引：0
本研究以崇明东滩2015年4月实测潮间带水沙数据为基础,分析了潮沟、盐沼及光滩的水沙特征,重点研究了潮沟系统及邻近潮滩潮周期内悬沙通量情况。结果表明:（1）潮沟表层沉积物比潮滩细,二者平均中值粒径分别为21.7 μm和33.0 μm,悬沙粒径由海向陆逐渐变小;（2）大、小潮沟潮周期内潮流均以往复流为主,垂向平均流速分别为15.4 cm/s和34.6 cm/s;盐沼界和光滩则以旋转流为主,平均流速分别为11.3 cm/s和28.9 cm/s;（3）潮沟中的高悬沙浓度出现在涨潮初期,最大可达7.5 kg/m3,而潮滩高悬沙浓度则出现在潮落潮中期和高水位时刻;大、小潮沟和盐沼界站涨潮阶段平均悬沙浓度大于落潮阶段,光滩站则相反。潮沟悬沙主要来自邻近水域,而潮滩悬沙则与滩面表层沉积物密切相关;（4）潮沟在潮周期内净输沙方向均指向滩地,大潮沟潮周期单宽净输沙量可达4.0 t/m;盐沼界处垂直岸线和沿岸输沙强度相近,净输沙由海向陆,潮周期离岸输沙强度为1.0 t/m;光滩沿岸输沙强度远大于垂直岸线输沙,光滩净输沙由陆向海。研究揭示了潮间带潮沟系统的强供沙能力以及研究区域光滩冲蚀,盐沼植被带淤积的动力地貌过程。 相似文献
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针对海洋数值模型的空间离散,提出了一种能精确拟合复杂岸线和地形的三角形网格自适应生成方法。该方法基于DISTMESH,继承了它生成网格质量高、速度快的优点;为了适应海洋数值模型中的实际高复杂度边界条件,将DISTMESH方法中的分辨率函数构建为全局分辨率函数和局部加密函数,分别对整体和局部区域的分辨率进行控制;引入指标eac作为分辨率函数合理性的判据;引入网格质量评价指标Q_(uni),Q_(mean),Q_(min)和Q_(05),作为网格迭代中止判据。将该方法应用于理想潮汐汊道和崇明东滩复杂潮沟系统的网格生成,案例表明,在理想和实际条件下,本研究方法均能满足海洋数值模型的空间离散要求,高效地生成高精度、高质量的三角形网格。 相似文献
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为了研究长江口北槽深水航道的泥沙回淤机制及来源,通过对长江口北槽深水航道中部南、北导堤两侧坝田区域所采浅钻柱状样的沉积物特征、粒度参数特征、粒度成分和沉积速率特征等的分析,探讨北槽深水航道水动力条件和泥沙沉积环境。结果显示,柱状样以黏土质粉砂为主,受径流和潮汐作用,分选性都较差,偏态均为正偏,北导堤和南导堤两侧柱状样的分选系数、偏态和峰态在同一侧相互之间的特征较一致,且三组分组成接近;南北导堤异侧之间的粒度特征差异较为明显,北导堤一侧的平均粒度比南导堤的小,北导堤坝田附近的柱状样粒级百分比在垂向上波动变化较大,南导堤则表现的较为单一;南北导堤的敏感组分主要集中在粒级100μm部分。结合资料和测年数据,综合得出,由于北导堤和南导堤的涨落潮不对称,导致了其粒度特征上的不同;北槽淤积中的流域供沙逐渐减少,泥沙来源逐渐转变为滩槽交换供沙为主;北槽受深水航道工程影响巨大,泥沙沉积过程复杂,还需深入研究。 相似文献
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河口潮滩受径潮流的共同作用，在自然环境与人类活动的影响下处于不断的动态调整中，其中大型人类工程往往对其短期地貌变化和沉积物特征产生巨大影响。2013年底至2014年5月，长江口崇明东滩北部开展大规模互花米草治理工程，本文基于地面三维激光扫描技术、植被点云数据滤除算法、沉积物取样以及室内粒度分析等手段，对比了工程前后潮滩地貌与沉积物特征。研究发现:（1）完工后研究区域靠海及南侧区域出现明显冲刷，北侧虽出现淤积，但整个区域平均冲刷幅度仍达4 cm；（2）工程前研究区域沉积物平均中值粒径为29 μm，工程完工后沉积物平均中值粒径则增大到38 μm；（3）工程完工后沉积物靠海及南侧区域明显粗化，北侧沉积物则变细。结果表明，围垦工程会造成邻近潮滩大幅冲刷以及表层沉积物粗化，但潮滩不同区域地貌和沉积物特征对工程的响应仍存在空间差异性。研究揭示尽管河口潮滩长期演变过程受流域来沙条件影响，但围垦工程等局部影响因素会短期内显著改变潮滩动力地貌过程。 相似文献
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潮滩泥沙的输运过程是河口近岸泥沙输运的重要组成部分,也是诊断潮滩侵蚀-淤积的重要动力指标,特别是在地貌演变过程显著的区域更具指示意义。本研究选择长江口崇明岛东北部潮滩,在2018年3月30日—4月10日进行三脚架多参数观测,获取了高分辨率的流速、含沙量等剖面数据,运用机制分解法分析了连续21个潮周期的泥沙输运过程。结果表明:崇明东北侧潮滩观测站位的含沙量从观测开始至大潮阶段不断增大,在此期间底部含沙量也出现了最大值(7.82 g·L~(-1))。大潮过后直到小潮期间含沙量逐渐减少;观测站位单宽净输沙量有着明显的潮周期差异,从数量上看,大潮期间的单宽净输沙量为1.61×10~4kg·m~(-1),中潮期间为8.28×10~3kg·m~(-1),均远远大于小潮期间的单宽净输沙量,从方向上看,则具有大潮和小潮向口内,中潮向口外的泥沙净输运方向差异;大潮和中潮内的单宽输沙率均大于0.17 kg·m~(-1)·s~(-1),远大于小潮时的单宽输沙率。对各项输沙机制的结果分析来看,"潮泵效应"对输沙量的贡献最大,平流输运次之,而由于水深较浅,垂向环流对输运量影响较小。在观测期间出现了显著的从潮滩向主槽的泥沙输运。总体上看,潮滩泥沙输运过程指示了显著的向口内和主槽的泥沙输运,是北支河口区域泥沙淤积的重要来源。 相似文献
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生态空心块体是一种兼有调控水流与生态修复功能的工程结构物,在海堤、丁坝等近海工程中被广泛应用。通过室内水槽试验,设计多种来水来沙工况,研究生态空心块体与柔性植被共同影响下的水沙动力特性,重点探究生态空心块体内的水沙动力效应。结果表明:生态空心块体组成的坝体结构缓流效果显著,坝体内外侧水流流速分布差异明显,坝体内部的水流流速远小于外侧水流流速;生态空心块体内紊动强度、雷诺应力在空心块体上方出现拐点,空心块体内紊动强度、雷诺应力均小于外侧;近底层水流在受壁面阻水作用下产生回流,易出现小范围旋涡;由于生态空心块体内水流流速、紊动强度的减小,内部悬沙浓度由表至底逐渐增大;柔性植被的冠层部分对水流减速、促淤效果最为明显,柔性植被会减缓前后相邻侧空心块体的水流流速,增大悬沙浓度。 相似文献
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当前极端气候事件频发,引起了人们广泛的关注。然而,气候变化对中国典型河流溶解有机物(DOM)的影响尚且未得到充分的认识。2021年11月至2022年10月,每月于珠江下游广州段采集河水样品,并分析其中溶解有机碳(DOC)、发色溶解有机物(CDOM)和荧光溶解有机物(FDOM)的浓度和组成。采样期间, 2022年6月珠江流域遭遇百年一遇的洪水。结果显示,洪水大幅度降低了河水中的DOC和CDOM浓度,并提高了DOM的芳香化程度。尽管洪水对DOM浓度产生了明显的稀释效应,但通过分析FDOM组成,进一步发现FDOM中不同组分对洪水的响应存在较大差异。FDOM短激发波长(230～235nm)处的类蛋白质组分峰值在洪水期间出现高值;与此同时,长激发波长(280～285nm)的类蛋白质组分和激发波长在345nm处的类腐殖质组分峰值在洪水期间出现最低值。此外,与长江下游相比,珠江下游水体中往往具有较高的DOC和CDOM浓度、DOM芳香化程度以及CDOM分子量。研究将有助于进一步了解珠江等世界大河DOM浓度和组成的变化规律和控制机制,以及揭示极端洪水对大河DOM动态变化产生的影响。 相似文献
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不同的水动力条件及种源高程会影响盐沼植物定植初期的种子扩散活动，导致盐沼不同的扩张格局，进而影响其对潮滩防护工程补充保护的作用。以崇明东滩优势先锋种——海三棱藨草(Scirpus mariqueter)作为研究对象，基于无网格数值模拟方法，研究不同波高(0.01 m~0.11 m)、水深 (0.3 m~2.5 m)、种源所处高程(1.3 m~3.1 m)等条件对定植初期种子扩散活动的影响。结果表明：种子在海陆方向和沿岸方向上的扩散距离与波高呈高度正相关，且当波致切应力达到一定值时，种子在两方向上均存在扩散距离突变现象；种子在海陆方向和沿岸方向上的扩散距离与水深呈显著负相关，且随水深增大种源扩散前端位置离岸距离减小；此外，种子在海陆方向和沿岸方向上扩散距离与种子所处高程均呈负相关。研究结果解释了盐沼植物种子扩散活动的机制，从而为以种子为生态修复材料，以“机会窗口”为概念的生态修复工程提供科学解释。 相似文献
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