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感潮河段城市湿地水动力模拟及改善方案研究

水利水运工程学报 2024年第1期 35-45页

作者：丁磊陈黎明王逸飞缴健南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室江苏南京210029 南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210029

湿地具有固碳释氧、涵养水源等作用,改善水体交换能力是湿地研究热点之一,但关于潮汐变动水位条件下湿地水体调控措施的探究相对较少。以长江南京段绿水湾湿地为例,建立平面二维水动力模型,开展感潮河段城市湿地水动力模拟及改善方案研... 详细信息

湿地具有固碳释氧、涵养水源等作用,改善水体交换能力是湿地研究热点之一,但关于潮汐变动水位条件下湿地水体调控措施的探究相对较少。以长江南京段绿水湾湿地为例,建立平面二维水动力模型,开展感潮河段城市湿地水动力模拟及改善方案研究。计算不同水文条件及闸泵调度方案下湿地流场,分析潮位变动对绿水湾湿地水动力的影响,分析不同闸泵调度措施对水体流动性的改善效果。研究表明,闸泵联合调度可使枯季大部分区域水动力明显增强,但仍存在主槽外坑塘等局部滞水区,需通过湿地植被重构的方式提高水体自净能力。对易暴发藻类的4—5月,闸泵联合调度可较好改善绿水湾内上游区域的水动力条件,对于改善效果并不明显的下游区域建议增设补水点,降低水体富营养化风险。本研究可为绿水湾湿地的设计、建设与管理提供科学依据。

关键词：城市湿地二维水动力模型感潮河段闸泵调度生态补水

台风风暴潮与上游洪水耦合作用下温州飞云江感潮河段潮水位模拟研究

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热带地理 2024年第6期44卷 1016-1024页

作者：魏国振任明磊孙琳夏志昌陈智洋尤再进中国水利水电科学研究院水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038 大连海事大学港口与航运协同创新中心辽宁大连116026 水利部京津冀水安全保障重点实验室北京100038 温州市水旱灾害防御中心浙江温州325000

在全球气候急剧变化的背景下,沿海地区风暴潮发生的频率与受灾程度逐渐增加,特别是受风暴潮与上游流域洪水共同影响下的河口感潮河段区域。尽管现有风暴潮模型也引入多种不同的边界设置,但提供的边界条件有限,且无法满足当前国内复杂水... 详细信息

在全球气候急剧变化的背景下,沿海地区风暴潮发生的频率与受灾程度逐渐增加,特别是受风暴潮与上游流域洪水共同影响下的河口感潮河段区域。尽管现有风暴潮模型也引入多种不同的边界设置,但提供的边界条件有限,且无法满足当前国内复杂水工程的概化需求。为此,文章以飞云江流域为研究对象,通过耦合上游流域水动力模型IFMS与海洋风暴潮模型ADCIRC模式,充分发挥二者各自的优势,构建河口感潮河段洪水演进模型,实现飞云江感潮河段潮水位时空模拟。该模型不仅有效地考虑了河口海洋处风暴潮上溯对感潮河段区域洪水演进的影响,也考虑了流域上游洪水对该区域的影响。首先,采用2016年台风“鲇鱼”对模型进行验证,模拟结果与实测系列吻合度较高,误差满足基本要求。然后,对台风“杜苏芮”和“卡奴”影响下的瑞安、马屿、碧山六桥及洞头4个潮位站的洪水过程进行模拟,结果显示4个站点的洪峰误差值均低于0.30m,纳什系数大于0.80,表明该模型能较好地反映高低潮位变化,可应用于河口感潮河段防灾减灾中。最后,还分析了上、下游边界的驱动作用对感潮河段3个站点(瑞安、马屿、碧山六桥)潮水位预测的影响,证明了下边界对3个站点的潮水位预报影响比上边界的影响大。研究成果不仅为河口感潮河段洪水模拟提供了一种新方法,而且通过分析给出提升模型模拟精度的方向。

关键词：感潮河段水动力模型风暴潮模型上游洪水潮水位模拟

涨落潮过程对闽江下游感潮河段表层水体氮和磷及其赋存形态的影响

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环境科学学报 2024年第1期44卷 516-525页

作者：陈瑶朱贵青林晓皓吴福忠福建师范大学地理科学学院碳中和未来技术学院福州350007 福建师范大学地理研究所湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007

以闽江下游感潮河段(117 km)为研究对象,在巨潮日随着涨潮(从入海口沿江而上)和落潮(从上游顺流而下)的过程,采集11个样点的表层水样,分析水体中氮和磷含量及其赋存形态与环境因子之间的相关性.结果表明,相对于落潮,涨潮显著增加了上河... 详细信息

以闽江下游感潮河段(117 km)为研究对象,在巨潮日随着涨潮(从入海口沿江而上)和落潮(从上游顺流而下)的过程,采集11个样点的表层水样,分析水体中氮和磷含量及其赋存形态与环境因子之间的相关性.结果表明,相对于落潮,涨潮显著增加了上河段23.2%的溶解性总氮、19.7%溶解性无机氮和16.4%的硝态氮含量,但降低了全河段54%的铵态氮含量.同时,涨潮显著增加了上河段48.8%的溶解性总磷和1.2倍溶解性有机磷的含量,但降低了全河段29.6%正磷酸盐的含量.综合分析表明,涨落潮过程通过顶托作用、水动力扰动和稀释过程,改变盐度等水环境条件,影响表层水体的氮、磷含量及其转化过程.相对于落潮,涨潮过程会减弱不同形态的氮、磷含量及其比值与盐度、pH、温度和悬浮物含量的相关关系.这些结果对深入认识涨落潮过程对闽江下游感潮河段氮、磷迁移转化的影响机制,以及入海河流生态系统管理具有一定的科学意义.

关键词：感潮河段氮磷涨潮落潮空间分布闽江

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浦阳江流域感潮河段洪水预报研究

水文 2024年

作者：邱超潘爽浙江省水文管理中心

浦阳江流域中上游属感潮河段，易受下游洪水顶托影响，导致预报站水位流量关系不稳定，给洪水预报作业带来难度。以诸暨站以上流域范围为研究对象，选用1990—2021年间具有代表性的20场洪水，建立三水源新安江模型，对诸暨站流量进行预... 详细信息

浦阳江流域中上游属感潮河段，易受下游洪水顶托影响，导致预报站水位流量关系不稳定，给洪水预报作业带来难度。以诸暨站以上流域范围为研究对象，选用1990—2021年间具有代表性的20场洪水，建立三水源新安江模型，对诸暨站流量进行预报；基于BP神经网络优良的非线性映射能力，建立以湄池水位、时段降雨量、安华水库下泄流量、诸暨站预报流量等为输入因子的诸暨站水位预报模型，以探究该模型在诸暨洪峰水位预报中的适用性。结果证明2019—2021年的场次洪峰水位预报效果较优，场次水位相对误差均保持在2.5%以内。

关键词：浦阳江流域感潮河段水文模型神经网络洪水预报

长江感潮河段径流对潮波变形和传播的影响研究

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人民长江 2024年第1期55卷 6-13页

作者：罗亮解超蒋陈娟严叔春扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225127 江苏省江都水利工程管理处江苏扬州225200 扬州市城市河道管理处江苏扬州225000

受径、潮流相互作用,长江感潮河段潮波从河口向上游传播过程中沿程变形过程复杂。基于长江感潮河段实测高、低潮位,潮时资料以及大通站日均流量数据,采用数理统计、Hermit插值和小波分析方法,分析了长江感潮河段潮汐特征值和潮波传播特... 详细信息

受径、潮流相互作用,长江感潮河段潮波从河口向上游传播过程中沿程变形过程复杂。基于长江感潮河段实测高、低潮位,潮时资料以及大通站日均流量数据,采用数理统计、Hermit插值和小波分析方法,分析了长江感潮河段潮汐特征值和潮波传播特征值随流量的变化关系。结果表明:高、低潮位及平均水位随流量增大而增大,并且越往下游对流量的敏感度越低;江阴以上河段潮差随流量增大而先减小后增大;径流对分潮振幅的影响在江阴以上河段较明显,半日潮和全日潮振幅随流量增大先减小后增大,1/4日分潮振幅随流量增大而减小,其中半日潮振幅变化幅度最大;平均水位坡度在芜湖-马鞍山段随流量增大而先增大后减小,在马鞍山以下河段与流量呈正相关;潮波振幅衰减率随流量增大而先增大后减小,越靠近入海口,流量阈值越大。研究成果有助于深入认识河口径潮相互作用机制,亦可为河口治理提供参考。

关键词：感潮河段潮波传播径流分潮振幅平均水位坡度潮波衰减率长江

闽江下游感潮河段涨落潮过程对水体重金属和砷分布特征的影响

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福建师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期40卷 1-11页

作者：朱贵青林晓皓陈瑶吴福忠福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福建福州350117

重金属和砷在水体中积累到一定程度会对水生态系统造成严重危害,而涨落潮过程可能影响水体中重金属质量浓度的分布特征。为了研究这一过程,选择闽江下游感潮河段(117 km)作为研究对象,在巨潮日涨潮和落潮的过程中,采集了该河段11个采样... 详细信息

重金属和砷在水体中积累到一定程度会对水生态系统造成严重危害,而涨落潮过程可能影响水体中重金属质量浓度的分布特征。为了研究这一过程,选择闽江下游感潮河段(117 km)作为研究对象,在巨潮日涨潮和落潮的过程中,采集了该河段11个采样点的表层水样,分析了水体中重金属(Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb)和As的质量浓度及其与环境因子间的相关性。结果表明,闽江下游感潮河段的重金属元素(除Cu外)和砷的质量浓度在不同采样点之间的分布存在显著差异,自上游到下游,Cr、Cd及As的质量浓度总体呈升高趋势,并且它们之间呈现明显的正相关性,说明3种元素的释放源可能相同,而Mn、Fe及Pb质量浓度整体呈下降趋势;落潮作用使Mn、Fe及Pb质量浓度增幅明显,且主要发生在下游入海口河段(S9~S11),但降低了Hg质量浓度。涨落潮过程,水体的pH、盐度和悬浮物浓度与Cr、Cd及As质量浓度显著正相关,与Fe质量浓度显著负相关;相较于涨潮,落潮加强了Cu、Hg与温度、pH、盐度及悬浮物浓度之间的相关关系。这些结果对深入认识涨落潮过程闽江下游感潮河段水体重金属和砷元素的分布、迁移转化过程及其影响因素具有重要意义,同时为水域生态系统保护及可持续发展提供了理论依据。

关键词：感潮河段涨潮落潮重金属质量浓度分布特征闽江下游

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感潮河段疏浚对悬浮物的变化影响模拟探究

广东水利水电 2024年第2期 68-74页

作者：张舟陈莉苹吴利桥珠江水资源保护科学研究所广州510611 安徽职业技术学院合肥230011

西江为珠江流域的重要支流,干流水质状况较好,自思贤滘西滘口至西海水道段均可维持Ⅱ类水质标准,属于感潮河段。同时作为珠江流域重要的通航航道,西江承担着3000 t级船舶的通航任务,通航码头的建设需要对干流河道进行航道疏浚。文章利... 详细信息

西江为珠江流域的重要支流,干流水质状况较好,自思贤滘西滘口至西海水道段均可维持Ⅱ类水质标准,属于感潮河段。同时作为珠江流域重要的通航航道,西江承担着3000 t级船舶的通航任务,通航码头的建设需要对干流河道进行航道疏浚。文章利用二维非稳态模型针对该感潮河段的疏浚进行水动力与水环境悬浮物的影响模拟,分析河道疏浚对西江干流悬浮物浓度的影响程度与范围,以期为感潮河段河道疏浚造成的环境影响预测与饮用水源区保护提供科学技术参考。

关键词：感潮河段疏浚悬浮物模拟研究

潮汐对闽江感潮河段水体DOM含量及其光谱特征的影响

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亚热带资源与环境学报 2024年第1期19卷 44-52页

作者：林晓皓陈瑶朱贵青吴福忠福建师范大学地理研究所福州350117 福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350117

可溶性有机质(DOM)虽然只占生态系统中有机质的一小部分,但易被微生物利用,在河流生态系统的养分供应与物质循环中具有关键作用。感潮河段的水体可溶性有机质极易受到潮汐作用引起的径流变化影响,但目前对其仍缺乏必要认识。以闽江感潮... 详细信息

可溶性有机质(DOM)虽然只占生态系统中有机质的一小部分,但易被微生物利用,在河流生态系统的养分供应与物质循环中具有关键作用。感潮河段的水体可溶性有机质极易受到潮汐作用引起的径流变化影响,但目前对其仍缺乏必要认识。以闽江感潮河段(117 km)为研究对象,在巨潮日分析涨、落潮过程中水体可溶性有机质的含量及其光谱特征变化。结果表明,潮汐作用显著影响距河口20 km范围水体可溶性有机质的含量、结构、组成以及来源,涨潮阶段水体DOC含量的上升程度较落潮增加35.9%,水体CDOM浓度下降程度较落潮增加26.2%,涨潮期近河口可溶性有机质的分子量增加,而芳香化程度降低,内源性增强。综合分析表明,潮汐主要通过促进河水与海水混合的物理过程,影响水体环境、可溶性有机质含量及其稳定性,增强pH、电导率、盐度和溶解氧与可溶性有机质的相关性,但减弱水体温度与可溶性有机质的相关性。这些结果对于深入认识潮汐过程对河流生态系统的影响,了解感潮河段的物质循环规律具有一定的科学意义。

关键词：潮汐作用闽江感潮河段可溶性有机质紫外-可见光谱

基于BP神经网络和三次样条插值法的感潮河段水位预报

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江苏水利 2024年第7期 33-37,46页

作者：季俊杰徐瑶瑶闻昕纪凯文马晶洁江苏省河道管理局江苏南京210029 江苏省太湖地区水利工程管理处江苏苏州215100 河海大学水利水电学院江苏南京210098

针对常熟水利枢纽外江侧为感潮河段,提出一种基于BP神经网络和三次样条插值结合的感潮河段水位预报方法。结果表明,潮位预报预见期为1 d与2 d时,模型绝对误差分别为0.06 m与0.18 m,合格率分别为87.5%与70.9%,满足《水文情报预报规范》... 详细信息

针对常熟水利枢纽外江侧为感潮河段,提出一种基于BP神经网络和三次样条插值结合的感潮河段水位预报方法。结果表明,潮位预报预见期为1 d与2 d时,模型绝对误差分别为0.06 m与0.18 m,合格率分别为87.5%与70.9%,满足《水文情报预报规范》所规定的发布正式预报要求;预见期为3 d时,模型绝对误差与合格率分别为0.28 m与61.4%,满足参考性预报要求。水位预报预见期为1 d时,模型绝对误差为0.07 m,适用于枢纽的精细化调度;预见期为2 d与3 d时,模型绝对误差分别为0.13 m和0.18 m,可为枢纽运行提供精准的外江侧水位预报。

关键词：感潮河段水位预报水利枢纽

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