弱混合陆相河口三角洲水文连通性研究进展

1

作者 陆永军 赵雅慧 +5 位作者 左利钦 刘红军 黄廷杰 吴攀 张旭辉 白玉川 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第5期129-140,共12页

弱混合陆相河口易受流域来水来沙、外海动力及人类活动的多重影响,其水文连通性呈复杂的动态变化特征,而该类河口水文连通性研究尚缺乏系统总结。为此,以我国典型弱混合陆相河口三角洲———黄河三角洲为例,基于结构连通性和功能连通性... 弱混合陆相河口易受流域来水来沙、外海动力及人类活动的多重影响,其水文连通性呈复杂的动态变化特征,而该类河口水文连通性研究尚缺乏系统总结。为此,以我国典型弱混合陆相河口三角洲———黄河三角洲为例,基于结构连通性和功能连通性分类,分析了黄河三角洲滩涂湿地水文连通性时空分布特征、演变趋势、影响因素等,重点探讨了水文连通性与水沙变化的互馈关系。指出了未来的研究方向:整合河流、潮沟及地表地下水系,构建覆盖滩涂湿地全域的多尺度融合水文连通性框架;强化实地观测与数学模型的协同分析,系统解析弱混合陆相河口三角洲水文连通性与水沙情势的互馈机制;探索基于自然社会的水文连通性提升路径,构建适配水文连通性提升与湿地生态功能修复的协同优化方案,为基于自然社会的河口综合治理提供实践范式。 展开更多

关键词 弱混合陆相河口 水文连通性 结构连通性 功能连通性 黄河三角洲 河口滩涂湿地

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常曲率U型弯道水流结构与泥沙冲淤试验研究 被引量：8

2

作者 白玉川 高术仙 徐国强 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第9期75-79,共5页

通过在常曲率U型弯道水槽试验中采集的流速和水深过程数据,研究了弯道内水流结构及泥沙冲淤形态,分析了水流与床面之间的相互影响。试验发现:(1)弯道水流结构水面线发生扭曲,水流动力轴线及三个方向的垂线平均流速随流程和横向分布均有... 通过在常曲率U型弯道水槽试验中采集的流速和水深过程数据,研究了弯道内水流结构及泥沙冲淤形态,分析了水流与床面之间的相互影响。试验发现:(1)弯道水流结构水面线发生扭曲,水流动力轴线及三个方向的垂线平均流速随流程和横向分布均有变化;(2)由于弯道特有的几何特征,使弯道中水流产生特有的弯道环流运动,弯道环流运动引起弯道泥沙的横向输移,形成弯道凹岸冲刷、凸岸淤积的冲淤特性,反之,床面形态的变化也使水流结构发生改变。研究所得结果可为河流泥沙研究提供参考。 展开更多

关键词 U型弯道 泥沙冲淤 试验研究

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渗流作用下的泥沙运动研究综述 被引量：4

3

作者 黄哲 白玉川 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期73-80,共8页

对渗流输沙的形式、泥沙起动的临界条件和泥沙输移模型三个问题进行了总结。目前的研究成果众多,有基于经验数据的总结、有关于理论方法的推导,但总体来说各种成果的适用性都有局限。各种成果的差异的原因需要深入研究,从而找出更精确... 对渗流输沙的形式、泥沙起动的临界条件和泥沙输移模型三个问题进行了总结。目前的研究成果众多,有基于经验数据的总结、有关于理论方法的推导,但总体来说各种成果的适用性都有局限。各种成果的差异的原因需要深入研究,从而找出更精确的理论方法。对于二维渗流以及非饱和渗流作用下的泥沙运动问题需要在以后的研究中得到加强。 展开更多

关键词 渗流 泥沙 输沙形式 起动 输移

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圆管有压流输沙与泥沙垂向分选特性试验研究 被引量：4

4

作者 李岩 张金良 +1 位作者 白玉川 付健 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期10-15,27,共7页

管道输沙是实现黄河水沙资源重分配的有效手段之一,广泛用于水库泄洪排沙、河道疏浚及滩区淤沙等工程。以黄河流域水库高含沙隧洞和管道输沙为工程背景,设计了循环管道输沙试验系统,以d_(50)=107μm的黄河细沙为试验材料,研究有压封闭... 管道输沙是实现黄河水沙资源重分配的有效手段之一,广泛用于水库泄洪排沙、河道疏浚及滩区淤沙等工程。以黄河流域水库高含沙隧洞和管道输沙为工程背景,设计了循环管道输沙试验系统,以d_(50)=107μm的黄河细沙为试验材料,研究有压封闭环境下不同含沙浓度引起的断面流速、泥沙浓度垂向分布等物理量的变化,并采用Malvern3000粒度分析仪对分层泥沙样品进行颗粒分析,探讨泥沙垂向分选特性。试验结果表明:泥沙的存在会改变清水流场分布,小流量工况的水动力较弱,含沙浓度的增加引起断面流速分布不对称,垂向泥沙颗粒出现明显分层;随着流量增大,流速不对称性有所降低,含沙浓度沿垂向趋近均匀分布,泥沙分选效果减弱。 展开更多

关键词 有压管道 高含沙 浓度分布 泥沙分选

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边界条件对自然河流形成及演变影响机理的实验研究 被引量：9

5

作者 杨树青 白玉川 《水资源与水工程学报》 2012年第1期1-5,共5页

运用自然模型法,采用清水冲刷成功地塑造了室内天然小河。实验研究了不同的初始河流几何边界条件以及水流条件对河流演变的影响。研究发现流量对河流展宽幅值影响最大。水流入射角的大小与河流展宽幅度及河流弯曲度的变化没有必然的联系... 运用自然模型法,采用清水冲刷成功地塑造了室内天然小河。实验研究了不同的初始河流几何边界条件以及水流条件对河流演变的影响。研究发现流量对河流展宽幅值影响最大。水流入射角的大小与河流展宽幅度及河流弯曲度的变化没有必然的联系,30°入射角时小河的河流展宽及弯曲度变化最明显。入射角对河流演变的作用只是短期的,且在演变初始阶段影响较大。受初始边界条件的影响,河流向下游演变具有滞后性及曲率变化的传递性等特点。本文最后分析了河流演变过程中的泥沙分选现象。 展开更多

关键词 河流演变 自然模型法 弯曲度 入射角 泥沙分选

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尾闾河道形态演变特征的模拟试验研究

6

作者 白玉川 孙艳杰 +3 位作者 宋晓龙 徐海珏 吴金森 田源 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期508-520,共13页

尾闾河道是河流与海洋交互的关键地带,对其形态演变研究具有生态环境意义。采用物理试验方法对常见的喇叭状和蜿蜒状(河口左偏与右偏)尾闾河道演变过程进行模拟,研究不同水沙条件下河道演变规律,并以河相系数和相对粗糙度为基准对不同... 尾闾河道是河流与海洋交互的关键地带,对其形态演变研究具有生态环境意义。采用物理试验方法对常见的喇叭状和蜿蜒状(河口左偏与右偏)尾闾河道演变过程进行模拟,研究不同水沙条件下河道演变规律,并以河相系数和相对粗糙度为基准对不同河型稳定性进行评估。试验发现:河道平面形态会经历一个“稳定—微变—强变”阶段;河床平均高程和比降随时间的增加而增大,模型河道上游和河口段变化最大,中游段变化最小;加沙时上游河岸侵蚀、河床淤积,加沙停止后下游与河口段河岸侵蚀大于河床侵蚀,河口分汊、摆动。平面形态不稳定区域:蜿蜒状为下游段,最大与最小河相系数相差6.51倍以上;喇叭状为河口段,最大与最小河相系数相差3.32倍以上。断面形态不稳定区域:左偏蜿蜒状为下游段,最大与最小相对粗糙度相差3倍以上;右偏蜿蜒状为上游段,最大与最小相对粗糙度相差2.03倍以上;喇叭状为下游段,最大与最小相对粗糙度相差4.09倍以上。 展开更多

关键词 河流形态 水沙变化 河相关系 物理试验 尾闾河道-河口

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泥沙颗粒跃移运动机理 被引量：13

7

作者 白玉川 陈有华 韩其为 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期196-201,共6页

水流中泥沙颗粒的跳跃运动是推移质运动的重要形式,根据泥沙颗粒运动过程的受力分析,建立了忽略颗粒旋转和紊动影响的泥沙颗粒跃移运动模型,并采用数值计算方法,求解了跃移运动方程,得到了跃移运动参数(跃移长度、跃移高度、跃移速度)... 水流中泥沙颗粒的跳跃运动是推移质运动的重要形式,根据泥沙颗粒运动过程的受力分析,建立了忽略颗粒旋转和紊动影响的泥沙颗粒跃移运动模型,并采用数值计算方法,求解了跃移运动方程,得到了跃移运动参数(跃移长度、跃移高度、跃移速度)的统计特性,所得结论与实验资料吻合较好;通过对数值计算结果回归分析,得到了跃移运动参数以及输沙率的数学表达式,对于了解推移质运动机理有重要的意义. 展开更多

关键词 推移质 跃移 输沙率

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沿岸输沙计算研究综述 被引量：9

8

作者 白玉川 冀自青 杨艳静 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2012年第5期70-80,共11页

沿岸流输沙是波浪和波生沿岸流共同作用引起的沿岸纵向泥沙运动,是海岸带重要的泥沙搬运方式。自20世纪50年代以来,国内外许多学者对这一课题进行了研究,产生了很多理论公式,本文简要分析了各家的理论思想,根据不同的研究思想将诸多公... 沿岸流输沙是波浪和波生沿岸流共同作用引起的沿岸纵向泥沙运动,是海岸带重要的泥沙搬运方式。自20世纪50年代以来,国内外许多学者对这一课题进行了研究,产生了很多理论公式,本文简要分析了各家的理论思想,根据不同的研究思想将诸多公式分类,简单论述了这些公式的优劣和实用性,并提出了一些沿岸流输沙研究中存在的问题。在文章的最后,介绍了理想沙质海滩稳定曲线的研究进展,并对其中存在的问题做了简单阐述。 展开更多

关键词 沿岸流 输沙 理论模式

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常曲率U型弯道水流紊动特性试验研究 被引量：9

9

作者 白玉川 高术仙 徐国强 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2015年第11期134-137,共4页

采用三维声学多普勒流速仪,对水流三维流速进行了采集,对弯道水流的脉动进行了统计分析,研究了典型断面的紊动强度、紊动切应力、紊动能的分布。试验结果能够很好的揭示弯道水流的三维特性及分布规律。研究成果为进一步研究水流的紊动... 采用三维声学多普勒流速仪,对水流三维流速进行了采集,对弯道水流的脉动进行了统计分析,研究了典型断面的紊动强度、紊动切应力、紊动能的分布。试验结果能够很好的揭示弯道水流的三维特性及分布规律。研究成果为进一步研究水流的紊动结构及泥沙的运动机理提供了参考资料。 展开更多

关键词 U型弯道水流 脉动流速 紊动特性 试验研究

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木本植被覆盖岸坡上波浪爬升过程的数值模拟研究 被引量：4

10

作者 徐海珏 胡萍 +1 位作者 白玉川 杨波 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期10-24,共15页

近岸木本植物构成的生态缓冲带作为新型的海岸软防护结构,兼具功能性和生态友好性,在沿海工程建设中愈发受到关注,如何深入开展其防护效果的机理研究是目前亟待解决的问题。本文采用数值模拟方法,在N-S方程中分别考虑树枝和树干的拖曳... 近岸木本植物构成的生态缓冲带作为新型的海岸软防护结构,兼具功能性和生态友好性,在沿海工程建设中愈发受到关注,如何深入开展其防护效果的机理研究是目前亟待解决的问题。本文采用数值模拟方法,在N-S方程中分别考虑树枝和树干的拖曳力影响,提出了木本植被作用下波浪沿斜坡爬升的表面波衰减的连续介质等效模型,并采用MAC法来跟踪自由曲面上的水颗粒轨迹。本文以波浪沿1/30的斜坡爬升为算例,对比讨论了有无植被作用下波浪的传播过程,并将算例结果与以往试验结果规律进行对照,验证了数值模型的有效性。最后,分别讨论了植物枝干的高度、密度、树枝倾斜角度等植被特性和波浪因素对植被消浪效果的影响,得到植被消浪的基本规律。文中的计算结果也可为实际的护岸工程和生态景观设计提供参考。 展开更多

关键词 生态防护 数值模拟 拖曳力 斜坡爬升 植被特性

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独流减河口泥沙运动规律数学模拟及河口泥沙来源分析 被引量：2

11

作者 白玉川 顾元棪 邢焕政 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第6期51-55,共5页

简要介绍了弱潮河口潮流泥沙数学模型的基本理论,结合现场资料的提取和分析,建立了河口泥沙数学模型,对河口泥沙运动规律进行了研究,对河口泥沙来源进行了分析,为河口的进一步合理治理打下了基础.

关键词 弱潮河口 泥沙数学模型 独流减河 泥沙运动

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基于两相流模式的水流挟沙力研究 被引量：4

12

作者 徐海珏 熊润东 白玉川 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2014年第5期48-53,共6页

水流挟沙力是泥沙研究中一个重要课题,是指在一定水流和边界条件下单位水体能够输移的饱和含沙量。当水流挟带的泥沙量与挟沙能力匹配时,河床不冲不淤;当水流挟带泥沙量与挟沙能力不匹配时,水中泥沙将与河床泥沙发生动态交换,床面淤积... 水流挟沙力是泥沙研究中一个重要课题,是指在一定水流和边界条件下单位水体能够输移的饱和含沙量。当水流挟带的泥沙量与挟沙能力匹配时,河床不冲不淤;当水流挟带泥沙量与挟沙能力不匹配时,水中泥沙将与河床泥沙发生动态交换,床面淤积或冲刷,对河流床面高程产生影响。作者从考虑悬移质含沙浓度的水沙两相流基本方程出发,导出两相流瞬时能量方程并由此建立新型水流挟沙力公式,收集水流挟沙力水槽试验资料对公式中的系数进行率定。采用另外一些水槽试验资料及河流观测资料对所推求挟沙力公式进行验证,结果表明本文建立的水流挟沙力公式对低含沙水流有较高的适用性。 展开更多

关键词 两相流 能量方程 悬移质 水流挟沙力

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一种正弦派生曲线弯道的演变试验研究 被引量：3

13

作者 宋晓龙 白玉川 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2018年第4期16-23,共8页

不同河流形态间的交替转化,伴随着河流阻力规律的变化。为研究基础河型的演化规律,在实验室条件下,通过控制初始河道弯曲度、河宽以及流量,对正弦派生曲线弯道短期演变的特征规律,如河岸线、水流动力轴线和地形变化等进行了研究。结果... 不同河流形态间的交替转化,伴随着河流阻力规律的变化。为研究基础河型的演化规律,在实验室条件下,通过控制初始河道弯曲度、河宽以及流量,对正弦派生曲线弯道短期演变的特征规律,如河岸线、水流动力轴线和地形变化等进行了研究。结果清晰地表明了不同工况下河道的不同发展特征,＂大水＂条件下河道容易渠道化,河岸线趋于顺直,河道宽度主要受到初始河道弯曲度及水流流量的影响。总体来看,用非黏性泥沙作为实验材料,实验河道易向着游荡型方向发展,但在一定的时间段内,存在着典型弯曲河道演变特征,且可明显地观察到床面对流量的非线性响应特征。实验结果能为天然河流的平面形态演变研究提供支持。 展开更多

关键词 正弦派生 弯曲度 河宽 流量 河道演变

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基于Landsat_8影像的泾河峡谷段高含沙河流信息提取方法 被引量：3

14

作者 李彬 张金良 白玉川 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第1期75-79,共5页

为了克服从遥感影像中提取高山峡谷型河流信息过程中遇到的山体阴影、水库下游基岩裸露等构成的混合像元效应,提出一种基于Landsat_8 OLI影像的自动提取高山峡谷窄深型高含沙量河流信息的多波段谱间关系的改进方法。以黄土高原泾河中游... 为了克服从遥感影像中提取高山峡谷型河流信息过程中遇到的山体阴影、水库下游基岩裸露等构成的混合像元效应,提出一种基于Landsat_8 OLI影像的自动提取高山峡谷窄深型高含沙量河流信息的多波段谱间关系的改进方法。以黄土高原泾河中游为例,利用多波段光谱特征,分离水体与山体阴影、裸露山体、基岩边滩,构建适用于高山峡谷窄深型高含沙量河流信息提取的模型。与其他水体信息提取模型相比,该方法克服了山体阴影、水库下游基岩对水体信息提取的影响,提高了高山峡谷窄深型高含沙量河流信息的提取精度。 展开更多

关键词 多波段谱间关系法 河流信息提取 高含沙河流 泾河

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不同流量入湖三角洲演变特性试验研究 被引量：1

15

作者 徐海珏 刘欣悦 +1 位作者 宋晓龙 白玉川 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期30-36,58,共8页

入湖三角洲的形成主要受到流量、下游水位及上游来沙等因素的影响。在对后二者的影响规律研究基础上,为探索不同流量条件下入湖三角洲的演变特征,开展了进一步的试验研究。通过对三角洲的河道面积占比、摆动角度、河道长度、泥沙堆积等... 入湖三角洲的形成主要受到流量、下游水位及上游来沙等因素的影响。在对后二者的影响规律研究基础上,为探索不同流量条件下入湖三角洲的演变特征,开展了进一步的试验研究。通过对三角洲的河道面积占比、摆动角度、河道长度、泥沙堆积等几何特征的分析,探讨了流量对入湖三角洲演变的影响。研究发现:三角洲的演变过程整体上遵循"冲-淤-冲"的发育模式;相比低流量,河道在高流量下稳定性更高且更明显,面积占比较大;泥沙堆积对流量响应敏感,大流量下沙体更加散乱且展布面积更大,小流量下泥沙更加聚集,稳定性更高。 展开更多

关键词 入湖三角洲 摆动角度 流场 河道演变 泥沙淤积

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入湖三角洲水道结构对流量的随机响应试验研究

16

作者 徐海珏 宋晓龙 白玉川 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期101-110,共10页

在温和的外部环境条件下,入湖三角洲的形态演变过程始终表现出一定的随机特性,这给河-湖区域环境监测和水资源管理带来较大的不确定性.本研究在传统确定性的调查方法基础上,通过设置两种不同量级流量条件并分别重复两次的物理模型试验,... 在温和的外部环境条件下,入湖三角洲的形态演变过程始终表现出一定的随机特性,这给河-湖区域环境监测和水资源管理带来较大的不确定性.本研究在传统确定性的调查方法基础上,通过设置两种不同量级流量条件并分别重复两次的物理模型试验,进行了入湖三角洲水道结构对流量的确定性和非确定性响应规律研究.对准周期相似的三角洲水道的几何特征进行定性观察及其波动变化进行定量统计,一方面,确定性地揭示出随流量的变化,主流水道长度指标与它的正相关性,和三角洲中游各阶汊道分汊位置指标的波动特征、高阶汊道各项几何特征指标的平均波动周期的与它的非正相关性;另一方面,非确定性地分别揭示出低流量条件下三角洲上游分汊位置指标和汊道长度指标的平均波动周期与其均值的正相关性和负相关性.本研究提升了对三角洲水道分汊不确定性规律的认识,并为三角洲形态发展的随机模拟研究奠定了基础. 展开更多

关键词 入湖三角洲 流量 水道结构 确定性与非确定性 物理模型试验

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海流动力场的试验研究

17

作者 沈颖 匡峰 《水资源与水工程学报》 2014年第3期189-193,共5页

为了得到海流环境下内部流场真实信息,利用ADV测量3组不同流量条件下海洋深水试验池内各个测点的流速,绘制出相应的流场图、流速图以及紊流强度图等。通过图与图之间的直观比较,判断和分析造流系统所模拟出的海流的一些特性,为未来进行... 为了得到海流环境下内部流场真实信息,利用ADV测量3组不同流量条件下海洋深水试验池内各个测点的流速,绘制出相应的流场图、流速图以及紊流强度图等。通过图与图之间的直观比较,判断和分析造流系统所模拟出的海流的一些特性,为未来进行实际的工程深水试验模拟积累了相关经验。 展开更多

关键词 海洋深水池 流场 紊流强度 海流环境

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卵砾石床面粗化层级配预报试验研究 被引量：5

18

作者 刘凯捷 徐海珏 +1 位作者 白玉川 王鑫 《水电能源科学》 北大核心 2015年第7期128-131,共4页

为研究卵砾石床面的粗化过程,选用粒径范围3~50mm的连续级配卵砾石为试验沙,在长17m、宽0.58m、深0.5m的水槽中进行三组不同流量的清水冲刷试验,测算其床面冲刷深度和粗化层级配,分析卵砾石床面在清水冲刷作用下的变化。结果表明,冲刷... 为研究卵砾石床面的粗化过程,选用粒径范围3~50mm的连续级配卵砾石为试验沙,在长17m、宽0.58m、深0.5m的水槽中进行三组不同流量的清水冲刷试验,测算其床面冲刷深度和粗化层级配,分析卵砾石床面在清水冲刷作用下的变化。结果表明,冲刷流速较小时,粗化后的卵砾石床面粗颗粒的排列仅与初始位置有关,而受到强冲刷时则会完全改变床面初始形态;粗化稳定后,床面中间形成凹槽而不形成沙波等地形;针对卵砾石床面的粗化层级配预报方法的预报值与试验值吻合良好。 展开更多

关键词 卵砾石床面 清水冲刷 粗化层 级配预报

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水泵站进水池物理模型试验研究 被引量：9

19

作者 陈方旎 沈颖 白玉川 《水资源与水工程学报》 2013年第2期155-159,共5页

为评估某海水取水泵站的布置设计,对其进行物理模型试验研究。在建模时,需要合理选择模型比尺,使模型与原型符合动力相似,几何相似和运动相似,并正确重现泵吸进口的涡流作用。为了促进系统良好的运行,采取措施对以下几个方面进行测量:... 为评估某海水取水泵站的布置设计,对其进行物理模型试验研究。在建模时,需要合理选择模型比尺,使模型与原型符合动力相似,几何相似和运动相似,并正确重现泵吸进口的涡流作用。为了促进系统良好的运行,采取措施对以下几个方面进行测量:设施内的水位,来自每个泵位置的流量,来流类型与水流分布,泵吸处的流速情况,泵室内部的涡流作用。次测试来流分布较差,出现了预旋和旋涡。通过对旋涡出现的原因进行分析,采取了不同的改良措施,有效消除了这些不良现象,保证了泵站取水安全。 展开更多

关键词 进水口 涡流 水泵站 模型试验

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围海工程带来的潮流变化 被引量：3

20

作者 戴霞 白玉川 《水资源与水工程学报》 2015年第1期136-142,共7页

本文运用数值模拟方法对围填海工程造成的潮流变化进行研究与探讨,所使用的数学模型为具有自主知识产权的天津大学水流泥沙数学模型软件。文中以天津港与曹妃甸港的中间海区为例,分析了目标海域和其它海域的潮流特征变化,着重研究围填... 本文运用数值模拟方法对围填海工程造成的潮流变化进行研究与探讨,所使用的数学模型为具有自主知识产权的天津大学水流泥沙数学模型软件。文中以天津港与曹妃甸港的中间海区为例,分析了目标海域和其它海域的潮流特征变化,着重研究围填海工程对渤海湾造成的联合影响。最后得出几点结论:1围海工程使得渤海湾沿岸海区的潮流运动呈现出不规则的变化;2围海工程对渤海湾近岸海区的影响表现为流速的增大和潮流动力的增强,对离岸海区的影响则相反;3单项填海工程对海湾内整体潮流场的影响不大。 展开更多

关键词 围填海工程 沿岸海区 海域规划 数学模型 联合影响

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