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泥沙级配与成分对磷吸附作用影响试验研究

泥沙研究 2023年第6期48卷 1-8页

作者：尧印鹏许春阳陈永平储鏖河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室江苏南京210024 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210024 港口航道泥沙工程交通行业重点实验室江苏南京210029

泥沙是水体中磷元素的重要载体,研究泥沙自身特性与磷吸附作用的相关关系对于了解磷在水体中的输运过程具有重要意义。为更加清晰地揭示不同级配和组分对泥沙吸附磷的影响机理,采用江苏沿海现场采集的泥沙进行恒温振荡试验,研究不同中... 详细信息

泥沙是水体中磷元素的重要载体,研究泥沙自身特性与磷吸附作用的相关关系对于了解磷在水体中的输运过程具有重要意义。为更加清晰地揭示不同级配和组分对泥沙吸附磷的影响机理,采用江苏沿海现场采集的泥沙进行恒温振荡试验,研究不同中值粒径和黏土含量的泥沙对磷的平衡吸附量和对固体浓度效应的响应。研究结果表明,黏土是泥沙对磷吸附作用的关键,黏土含量高的泥沙对磷具有更强的吸附能力,以黏土含量为变量的公式能更好地表现泥沙对磷的吸附现象。对于粗颗粒和细颗粒泥沙,固体浓度效应均导致单位质量泥沙对磷吸附量下降,在0.5~2.5 g/L的泥沙浓度范围内,两者响应趋势存在差异。

关键词：泥沙级配黏土含量磷吸附

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河口潮平均准稳态盐度解析模型

海洋与湖沼 2018年第3期49卷 541-550页

作者：诸裕良陈伟伦储鏖河海大学港口海岸与近海工程学院南京210098 江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室南京210098

为了建立涵盖更多物理机制的河口潮平均盐度解析模型,更好地探究风对盐度纵向分布的影响,本文在MacCready河口潮平均准稳态盐度模型基础上进行了以下改进:在风作用的基础上,通过加入经过盐度分层作用修正的垂向紊动黏性系数垂向结构进... 详细信息

为了建立涵盖更多物理机制的河口潮平均盐度解析模型,更好地探究风对盐度纵向分布的影响,本文在MacCready河口潮平均准稳态盐度模型基础上进行了以下改进:在风作用的基础上,通过加入经过盐度分层作用修正的垂向紊动黏性系数垂向结构进行盐度分布的解析。以现有的改进模型计算不同风速风向下Delaware河口的盐水上溯距离、Ri值、紊流边界层厚度和断面盐通量分布的结果可以发现:对于离岸风,当风速增强,上溯距离、Ri值和断面盐通量都是先增大后减小,边界层厚度不断增加;对于向岸风,当风速增强,上溯距离、Ri值和断面盐通量都是不断减小,边界层厚度不断增加。风对河口垂向平均盐度纵向分布的影响主要体现在张力效应和垂向紊动混合两个方面改变离散盐通量大小,从而直接影响盐度纵向分布。

关键词：河口盐度解析模型风速风向垂向紊动黏性系数

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细颗粒泥沙制约沉降速度计算方法综述

泥沙研究 2022年第1期47卷 73-80页

作者：许春阳罗雯陈永平王鹏河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室江苏南京210024 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210024 浙江省海洋科学院浙江杭州310012

含沙水体浓度较高时,泥沙沉降速度受到周围泥沙颗粒的影响,进入制约沉降阶段。总结了泥沙制约沉降速度的影响因素,如含沙水体浮力、黏性、回流等。在此基础上对黏性细颗粒泥沙、粉砂、混合沙制约沉降速度计算方法进行分析。总结了细颗... 详细信息

含沙水体浓度较高时,泥沙沉降速度受到周围泥沙颗粒的影响,进入制约沉降阶段。总结了泥沙制约沉降速度的影响因素,如含沙水体浮力、黏性、回流等。在此基础上对黏性细颗粒泥沙、粉砂、混合沙制约沉降速度计算方法进行分析。总结了细颗粒泥沙制约沉降速度的主要计算方法,对于黏性细颗粒泥沙或粉砂,主要包括Richardson-Zaki公式及其修正公式、组合式沉降公式;对于混合沙主要包括基于连续性方程、多分散质沉降方法为框架推导的制约沉降公式及其修正扩展公式。事实上多组分泥沙成分复杂,制约沉降计算具有较大的不确定性,后续研究可围绕泥沙组分、生物作用、盐度等因素的作用展开制约沉降速度计算方法的研究。

关键词：制约沉降细颗粒泥沙高含沙水体沉降速度

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潮间带泥沙起动切应力现场测量装置

水利水电科技进展 2019年第3期39卷 56-61,74页

作者：龚政甘全徐贝贝张茜赵堃张长宽河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全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

为了准确获得泥沙起动参数,减小对原状土的扰动,研制了一种潮间带泥沙起动切应力现场测量装置,利用Fluent软件模拟了装置内部流场与底部切应力,确定了在底部产生均匀切应力时的内外筒最佳转速比,建立了转速与底部切应力之间的关系,探讨... 详细信息

为了准确获得泥沙起动参数,减小对原状土的扰动,研制了一种潮间带泥沙起动切应力现场测量装置,利用Fluent软件模拟了装置内部流场与底部切应力,确定了在底部产生均匀切应力时的内外筒最佳转速比,建立了转速与底部切应力之间的关系,探讨了装置的最佳转速比受装置尺寸的影响。结果表明,该装置的内圆筒、外圆筒、剪力环三者同向转动时可以产生较大的底部切应力。以内圆筒半径310 mm、外圆筒半径410 mm、工作水深260 mm为例,如不设置剪力环且内外圆筒同向转动,装置最佳转速比为3∶1,此时底部切应力在距离轴心0.33～0.38 m范围内最为均匀;如设置剪力环且内圆筒、外圆筒、剪力环同向转动,装置最佳转速比为3∶1∶3,此时底部切应力在距离轴心0.33～0.40 m范围内最为均匀。底部切应力与外圆筒转速之间符合二次函数关系。

关键词：潮间带泥沙运动临界起动切应力现场测量装置最佳转速比

风暴作用下淤泥质潮滩-潮沟系统地貌演变研究进展

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水利水电科技进展 2019年第4期39卷 75-84页

作者：龚政张岩松赵堃周曾张长宽河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全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

鉴于风暴作用对淤泥质潮滩-潮沟系统的地貌演变有重要的影响,对海岸工程的安全以及海岸带资源的开发与保护有重要的实用价值,从研究方法、演变特点和动力机制等方面回顾了风暴作用下淤泥质潮滩-潮沟系统地貌演变的研究进展。认为淤长型... 详细信息

鉴于风暴作用对淤泥质潮滩-潮沟系统的地貌演变有重要的影响,对海岸工程的安全以及海岸带资源的开发与保护有重要的实用价值,从研究方法、演变特点和动力机制等方面回顾了风暴作用下淤泥质潮滩-潮沟系统地貌演变的研究进展。认为淤长型潮滩风暴剖面的形态特征一般呈“中间冲刷,两端淤积”,但其动力机制研究系统性还不够;盐沼可以较好地削弱风暴,起到固沙效果,但其侧向演变值得进一步关注;风暴作用下潮沟的活动性大大增强,其中潮沟摆动及其岸壁侵蚀机理是亟待解决的科学问题。指出未来应进一步加强现场资料的获取,并通过数值模拟、物理模型试验等手段,加强对风暴作用下潮滩-潮沟系统地貌演变机理的研究。

关键词：风暴淤泥质潮滩-潮沟系统地貌演变潮沟摆动盐沼

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台风事件下的雨潮复合灾害风险研究

地理科学进展 2023年第6期42卷 1153-1161页

作者：乔煜季小梅张蔚河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室南京210024 河海大学港口海岸与近海工程学院南京210024

在全球气候变化背景下,沿海地区复合洪涝灾害频发,研究相关灾害风险具有重要意义。论文以位于粤港澳大湾区核心区的香港(地区)为例,选取自1962—2021年影响大湾区的223场台风事件作为统计样本,分析在台风影响下,香港(地区)的雨潮复合灾... 详细信息

在全球气候变化背景下,沿海地区复合洪涝灾害频发,研究相关灾害风险具有重要意义。论文以位于粤港澳大湾区核心区的香港(地区)为例,选取自1962—2021年影响大湾区的223场台风事件作为统计样本,分析在台风影响下,香港(地区)的雨潮复合灾害风险。采用Mann-Kendall法分析台风事件的特征变化,发现大湾区近60年来的台风总体呈现“低概率、高致灾”特征。通过多种统计检验方法确定了台风事件下最大风暴增水与累积降雨量的最优边缘分布函数,并采用Frank型Copula函数拟合雨潮复合灾害的联合分布。通过对单一致灾因子以及复合灾害的风险评估和设计值推求,发现“或”重现期的风险率偏高,“且”重现期的风险率偏低,最终认为大湾区在进行海岸工程设计时,选用二次重现期下的最大风暴增水与累积降雨量设计值为最优。研究结果在一定程度上揭示了大湾区的复合灾害风险特性,可为相关的灾害情境构建提供参考。

关键词：台风事件雨潮复合灾害 Copula函数联合分布重现期

生物膜对潮滩动力地貌演变影响的数值模拟研究

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海洋学报 2024年第2期46卷 93-106页

作者：梁梦娇周怡张荷悦李欢康彦彦王大伟周曾河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点试验室江苏南京210098 河海大学海洋学院江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

河口海岸潮滩湿地是一个复杂的生态系统,其地貌的形成和演变是水动力、泥沙输移和生物过程等多种因子相互作用的结果,特别是,探究潮滩生物过程并阐明其生物-物理效应是当前海洋科学领域研究的热点和难点。本文聚焦微生物生物膜,构建了... 详细信息

河口海岸潮滩湿地是一个复杂的生态系统,其地貌的形成和演变是水动力、泥沙输移和生物过程等多种因子相互作用的结果,特别是,探究潮滩生物过程并阐明其生物-物理效应是当前海洋科学领域研究的热点和难点。本文聚焦微生物生物膜,构建了耦合生物膜与水动力、沉积物输移、地貌演变的二维生物动力地貌模型,探究了生物膜在潮滩泥沙输移和地貌演变中发挥的作用。利用文献数据验证生物动力地貌模型,模型结果与文献数据吻合较好,表明所构建的模型可以较好地模拟出生物膜的增长规律及年际变化情况。结果表明,当水动力较弱时,在有生物膜作用的潮滩上,潮沟向陆侧延伸更充分,呈现出树杈状分布,潮间带区域的潮沟两侧分布有生物膜。通过对潮沟形态进行定量分析,发现生物膜的存在促进了潮沟数量增加,并向纵深方向发展,同时限制了其宽度的增加。相较于没有生物膜影响的潮滩,潮沟的平均深度增加,总面积减小,总长度增加,平均宽度减小,总体积增加。研究结果有助于加深对生物膜在潮滩地貌塑造中的作用机制认识,为海岸带保护与生态修复工程提供科学依据。

关键词：潮滩生物膜数值模拟潮滩地貌潮沟系统

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沿海城市溃堤洪水模拟技术研究进展

水利水电科技进展 2020年第3期40卷 78-85页

作者：龚政郭蕴哲杭俊成王培河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室江苏南京210098 江苏省水文水资源勘测局江苏南京210029

综述了国内外漫顶溃堤过程和海岸洪水在城市内部演进的数值模拟技术的研究进展,从溃口底部的冲刷、溃口侧壁的展宽和下游坡面的溯源冲刷三方面评述了溃堤机理模型,分析了各类洪水演进模型和建筑物概化方法的优缺点和适用性。针对当前沿... 详细信息

综述了国内外漫顶溃堤过程和海岸洪水在城市内部演进的数值模拟技术的研究进展,从溃口底部的冲刷、溃口侧壁的展宽和下游坡面的溯源冲刷三方面评述了溃堤机理模型,分析了各类洪水演进模型和建筑物概化方法的优缺点和适用性。针对当前沿海城市溃堤洪水模拟技术研究中存在的不足,指出未来需要通过物理模型试验完善海堤溃决洪水模型,加强溃口泥沙冲蚀输运研究,优化城市洪水孔隙度模型,并充分考虑城市排水系统、汽车等对洪水传播的影响。

关键词：溃堤洪水城市洪水沿海城市城市建筑物数值模拟综述

波浪作用下岬湾海滩蚀积特点:以澳大利亚Narrabeen海滩为例

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科学通报 2019年第2期64卷 223-233页

作者：周嬴涛冯曦管卫兵冯卫兵河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室南京210098 国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室杭州310012 河海大学港口海岸与近海工程学院南京210098

岬湾海岸因其特殊的岬角弧形地形,导致海岸线的冲淤与顺直海岸有明显区别.本文分析了1997～1998年澳大利亚东南部Narrabeen岬湾海滩实测数据.以1次典型的大浪过程为例,详细分析了大浪对海滩的侵蚀及其后的常浪修复期海滩岸线的演变情况... 详细信息

岬湾海岸因其特殊的岬角弧形地形,导致海岸线的冲淤与顺直海岸有明显区别.本文分析了1997～1998年澳大利亚东南部Narrabeen岬湾海滩实测数据.以1次典型的大浪过程为例,详细分析了大浪对海滩的侵蚀及其后的常浪修复期海滩岸线的演变情况,以及岬湾海滩蚀淤沿岸差异与波浪要素之间的关系.为讨论海滩岸线旋转的非偶然性及其原因,还分析了1990～2000年6次大浪事件前后的海滩旋转情况,这6次大浪事件后均有8个月以上的常浪期.研究结果表明:大浪期间海滩普遍侵蚀,常浪期间沿岸蚀积的差异性导致海滩旋转;在常浪恢复期间北部至中部剖面南方涛动指数(southern oscillation index,SOI)负相关,南部剖面与SOI指数正相关,导致北蚀南淤,从而岸线会发生旋转;伴随着SOI指数的增减,南北冲淤特性随之发生改变,海滩岸线旋转呈现周期性.

关键词：岬湾海滩波浪蚀积沿岸差异海滩旋转南方涛动指数