涌潮

摘要： 采用RNG k-ε紊流模型并通过VOF算法进行水体自由表面的追踪,对涌潮作用下丁坝的水力特性进行数值模拟。结果表明,涌潮潮头刚到达丁坝时,多表现为波浪特性,经过丁坝后,多表现为水流特性。涌潮作用下,在坝头背潮侧沿涌潮传播方向长度为L、垂直涌潮传播方向长度为1.5L的范围内需要重点防护。

摘要： 水利科研工作中数学模型构建和物理模型构建为2大主要研究手段,研究结果相互结合应用于工程实践,以期得出较佳的研究结论。20世纪80年代后期,伴随电子计算机技术的发展,钱塘江河口治理研究中亟需加强数学模型构建和研究工作。潘存鸿作为新入职的科技工作者,在单位支持下,通过自身努力不断深造学习,苦心专研,建构适用于钱塘江涌潮研究的数学模型,并不断拓展研究内容和研究方向,为水利工程建设及其他领域提供技术服务。记录潘存鸿总工程师回忆并讲述治学及从事涌潮研究的过程。

摘要： 以中国知网(CNKI)和Web of Science核心合集数据库为数据源,采用文献计量学方法,借助CiteSpace可视化分析软件,对国内外研究涌潮的国家、机构、作者、载文期刊及关键词等进行分析。在CNKI共检索出433个研究机构的632名作者在239种刊物上发表的652篇文献(1964—2020年),“钱塘江河口”和“长江口北支”是国内关注度较高的区域;“涌潮形态”、“河床演变”、“涌潮压力”和“涌潮高度”等为研究的热点关键词;“涌潮数学模型”和“模型试验”等为涌潮研究的重要手段。在Web of Science共检索出美国、澳大利亚和中国等34个国家224个研究机构的447名作者在143种刊物上发表的277篇文献(1908—2020年)。文献对中国的钱塘江、法国的Seine River、Garonne River和巴西的Amazon River等关注度较高;“turbulence”、“sediment transport”、“hydraulic jump”、“wave”和“environmental impact”等为研究的热点问题;“physical modelling”、“field measurements”和“numerical modeling”等为涌潮研究的重要手段。国内外涌潮研究论文数量在年际间虽有波动,但总体呈现出快速增长趋势,研究成果丰富。因受特定的河口地域条件限制,涌潮研究机构相对集中,论文发表总量不多。本文客观地分析了国内外涌潮研究现状,可为河口涌潮科研工作者与决策者提供数据参考。

摘要： 钱塘江因其恢弘的涌潮现象而举世闻名,对钱塘江涌潮形成机理的探究具有理论与应用双重价值.本文建立了考虑非线性、频散以及耗散作用的二维高阶Boussinesq型方程,并结合有限体积数值方法来描述钱塘江涌潮这一物理过程,复演了最具代表性的“交叉潮”、“一线潮”和“回头潮”三大潮景,同时展现了涌潮的二次自由面起伏现象,重现了钱塘江涌潮的形成、发展和消亡三个完整阶段.从涌潮高度、涌潮速度等涌潮传播表征指标进行探究,分析了不同河段潮景的形成过程以及特征,模拟结果与实际观测结论相吻合.潮景的形成是涌潮进入不同发展阶段的重要标志,“交叉潮”出现在涌潮的形成初期,Froude数接近1,涌潮高度在0.5 m左右;涌潮进入盐官河段后,强度开始增强,形成“一线潮”,Froude保持在1.45以上,涌潮高度最大可达3 m以上;“回头潮”出现之后,涌潮强度开始减弱,于三工段区域再次形成小规模的“一线潮”,Froude数在1.3~1.4之间,涌潮高度约为2 m;七堡之后,上溯的涌潮进入消亡阶段,Froude数减小至1.3以下,涌潮高度约为1 m.此次研究有助于对钱塘江涌潮特性的进一步认识.

摘要： 钱塘江海宁临江古海塘位于强涌潮河段,冲淤变化频繁,冲淤幅度大,随着治江围垦的发展,尤其是尖山围垦后,海宁段河势已发生明显变化,需分析新河势下堤前河床冲刷高程,为古海塘堤脚加固提供技术支撑。通过分析上游富春江电站枢纽的下泄流量和对应时期的江道高程,可判断出海宁古海塘段近岸的造床流量,堤脚处最低冲刷高程发生在超过造床流量的大洪水冲刷之后紧接大潮冲刷形成。冲刷高程分析采用基于实测数据的多项式拟合分析方法和P-Ⅲ型曲线拟合分析方法,分析方法是钱塘江强涌潮河段堤脚冲刷研究较为有效的手段,分析成果可作为海塘堤脚防冲的设计冲刷高程。

摘要： 本文以强涌潮区船闸口门导堤施工围堰为例,提出一种适用于强涌潮区的管袋围堰结构,介绍了该工程中围堰的设计方案,针对强涌潮区围堰施工的关键问题,提出了详细的管袋围堰施工工艺,结果表明,应用该围堰能有效抵御强涌潮冲击,保障施工质量。

摘要： 为了探究现有不同方法生成涌潮的区别,研究涌潮模拟过程中网格划分及湍流模型选择等求解策略问题,应用CFD数值模拟方法对流量生潮法和边界生潮法生成的涌潮水动力特性进行对比,同时分析了网格尺度、湍流模型选择对涌潮模拟精度的影响。研究结果表明:在边界单宽流量一致的条件下,流量生潮法和边界生潮法可模拟得到水位变化、流速分布及传播速度均比较接近的涌潮水流;当网格尺寸不大于0.100倍涌潮高度时,网格尺度对计算结果的影响基本较小;相比标准k-ε湍流模型,RNG k-ε模型更适合于涌潮的模拟。

摘要： 为研究涌潮作用下弯道段与直道段丁坝局部冲刷差异,采用物理模型进行试验研究,分别用整体模型模拟弯道段丁坝,水槽断面模型模拟直道段丁坝。结果表明:涌潮作用下,位于弯道的丁坝局部冲刷坑较直道段深0.40~2.50 m;研究得出充分防护时涌潮作用下直道段、弯道段典型丁坝坝头局部冲刷经验公式,可供丁坝设计参考。

摘要： 针对河口地区桥墩等桩式建筑物在涌潮水流作用下出现的局部冲刷问题,采用物理模型试验对涌潮水流引发桥墩局部冲刷的机理以及局部冲刷坑形态变化进行研究.试验结果表明:涌潮水流引发桥墩局部冲刷过程中桥墩局部切应力逐渐衰减,潮头水流虽然引发较大的床面切应力,但是由于作用时间短,所以只造成大量泥沙起动,在后续快水阶段桥墩局部冲刷迅速发展;涌潮强度和弗劳德数越大,桥墩局部冲刷越强烈;不同截面形式的桥墩,方形桥墩在局部冲刷坑发展过程中,由于涌潮水流下切强度更大,引发了较强的涡系结构,导致迎水面冲刷比侧面绕流冲刷更强烈,圆形桥墩迎水面和侧面冲刷程度相差不大;方形桥墩进行不对称旋转时产生的冲刷深度比对称旋转时大.对试验数据进行多元回归分析后得到涌潮水流引发桥墩局部冲刷的综合计算公式,验证结果表明该公式具有较好的预测精度,与试验值最大误差不超过12％.

摘要： 海宁市百里钱塘综合整治提升工程一期(盐仓段)位于钱塘江观潮点,安澜海塘工程建设将改变海塘平面形态、断面结构,尤其是丁坝改造可能会影响工程岸段的涌潮景观,为保护及塑造盐仓段涌潮的多样性,需掌握盐仓段涌潮特性.通过现场观测、整体物理模型试验,得到盐仓河段江道下游涌潮斜向传播、局部反射及恢复一线潮头的过程,近塘涌潮受涌潮传播方向、丁坝结构型式的影响而形成壅高冲天、翻坝、越塘等不同涌潮景观形态特征.

摘要： 涌潮是一种行进的水跃,常发生于喇叭型的强潮(大潮潮差大于4-6 m)河口湾,且湾内发育大型沙坝,河床向上游抬升.世界上至少有80多个河口发生涌潮,其中最为壮观的涌潮发生中国的钱塘江、巴西的亚马逊和法国的塞纳河等河口,潮头高度可达2m以上,涌波翻滚、破碎,也称漩滚涌潮.漩滚涌潮的佛罗德数一般大于1.6～1.8,且雷诺数大于105,为强紊动流.目前对现代涌潮的沉积作用和沉积特征尚知之甚少,尤其是缺少古代涌潮沉积的判别标志.

摘要： 利用实测的钱塘江地形数据建立了钱塘江三维河道的计算机几何模型,并对钱塘江涌潮进行了三维数值模拟.根据已有的涨潮潮位等水文信息,采用VOF模型追踪模拟水流自由表面,对涌潮条件下海水倒灌流场进行非稳态计算.数值模拟结果与不同时刻不同测点所测得的水文数据的对比显示,模型能较好的模拟涨潮条件下河道内流场和潮位的变化.在此基础上对河道内流场和潮位变化规律进行了数值研究.

摘要： 本研究应用基于Boltzmann 方程的KFVS格式，建立了富阳-澉浦的平面二维涌潮数学模型，在实测资料验证的基础上，计算分析了江东大桥建设对涌潮高度、涌潮流速、涌潮传播速度等的影响。计算结果表明，建桥对桥位下游的涌潮几乎没有影响，上游侧离桥位越近，影响越大，且对主槽内涌潮的影响程度大于边滩。桥位近区涌潮高度减小的绝对值一般在10cm 以内，流速减幅最大达10%，桥轴线断面桥跨之间涌潮流速增加0%~5%，对涌潮传播速度的影响较小。

摘要： 江东大桥受桥位工程地质和涌潮水文状况的制约,PM20号~29号墩主桥水中桩基直径大、桩长入土深,汛期和涌潮期间施工难度大。rn 水中墩施工采用江中钢栈桥配合水上钻孔工作平台法进行灌注桩施工,效果良好。本文以江东大桥自锚式悬索桥主墩变截面桩施工为例,介绍涌潮地区钻孔灌注桩施工工艺。

摘要： 钱塘江河口沿线的水文、地形、地质条件十分复杂,强涌潮的存在及其完全不同于洪水、潮水的特性,恶化了施工条件,增加了海塘建设的复杂性和难度。围绕海塘自身稳定的要求,分析各地海塘建设所要解决的关键问题,以可行性和合理性相结合为原则选择工程方案。理论分析和工程实践的结果表明:杭州段仅受洪水作用的海塘,适宜用抛石护脚方案;而在洪水和涌潮作用段,宜采用钢筋混凝土小方井或板桩加钢筋混凝土护坦的整体结构护脚。桩式丁坝新工艺、新技术在强涌潮作用的海宁段海塘塘脚的成功应用,使海塘防护技术有新的突破。海盐平湖段海塘采用塑料排水板处理软土地基、用混凝土异形块体消浪护面是经济合理的。钱塘江海塘各具特色的建设方案和施工方法,可供其他江河及河口整治提供参考。

摘要： 钱塘江河口是著名的强潮河口，深槽横向摆动频繁，纵向上存在庞大的沙坎，还有凶猛的涌潮等是杭州出海通航的制约因素。钱塘江河口经伞线缩窄治理，海宁十堡以上航道平面上基木相对稳定，但沙坎和涌潮变化不大，影响出海通航的因素仍然存在。杭州港只能成为专用的特殊港口。尖山河段处在沙坎顶点以下，具有乘潮通航水深大、航线短的优势;但泊位区低潮位水深浅，又有涌潮和快水，船舶停泊装卸条件差。建议采用“闭合式港”是一种“扬长避短”的建港方案rn。

摘要： 杭州湾大桥于浙江省慈溪市横跨杭州湾,全长36km,为迄今已建与在建的世界最长的跨海公路桥梁.以实测资料分析为基础,数学模型提供设计边界条件,实体定床与动床模型为主要手段,探讨了建桥对水环境的影响,得出了杭州湾大桥的建设对水流的影响较小、且主要发生在桥位近区,对钱塘江涌潮基本没有影响,对上游泄洪无负面影响,对乍浦港与南北航道无明显不良影响的明确结论.

摘要： 钱塘江海宁海塘所处河段受径流、潮流和涌潮的共同作用，岸滩冲淤多变，长期来需经常性地进行抢险维修。塘脚防冲是一直在研究的疑难问题。在以往实践中曾采用过多种工程措施，结合钱塘江海宁标准塘试验段工程实例，该文介绍钱塘江海宁标准塘防冲加固技术。

摘要： 钱塘江渗潮是极强的水动力，以其壮观闻名了世界。

摘要： 本发明公开了一种基于无人机的钱塘江涌潮高度及传播速度测量方法，该方法解决了基于视频检测视野范围受到局限的问题的同时，还增加了涌潮高度的测量方法，随着无人机技术的快速发展，使得无人机的应用越来越广，通过利用无人机机动性强、便捷、稳定的特点，搭载双目摄像头进行涌潮的拍摄，利用板载计算机将采集到的图像信息进行涌潮的速度与高度计算，并将计算得到的速度传输给无人机飞控模块，使无人机能够完成跟踪拍摄的任务，相比于岸边假设视频监控装置，利用无人机机动性强的特点，能够在不同时刻以及不同地点监测到涌潮传播速度和涌潮高度的变化过程，为涌潮的科学分析提供了更加全面的数据分析。

摘要： 本发明公开了基于卷积神经网络的江河涌潮预报方法，其方法对江河涌潮数据进行预处理，采用相关分析法分析各影响因素对涌潮的影响程度，选择农历日期、气象条件、上游来水、江道地形、预报因子的前日信息影响因子作为特征向量构建特征集，采用二维卷积神经网络提取输入特征集中的有效特征，利用全连接神经网络建立江河涌潮预报模型，利用粒子群算法优化模型超参数，得到最优模型，基于提取后的影响因素特征预测江河涌潮特征信息。本发明综合考虑各种主要影响因素对江河涌潮的影响，具有较高的预报精度和可靠性，可为防潮安全管理、市民游客观潮等提供及时、准确、可靠的潮汛服务。

摘要： 本申请公开了一种强涌潮条件下含沙量的观测方法。属于工程检测技术领域，该方法能够避开风险区域进行多站位、任意区域的观测，缩小施测成本、便于采集数据的提取和仪器的维护。所述方法包括如下步骤：一：组装观测设备；二：将组装好的观测设备运输到强涌潮的江面上抛投锚钩，两个锚钩的抛射方向互为反向，且一个锚钩向靠近岸边方向抛投，一个锚钩向远离岸边方向抛投；三：若涨潮时：远离岸边方向的锚绳处于绷紧状态，该端锚绳上的浊度仪所采集到的数据也是相对水深中间附近含沙量数据；四：若落潮时：靠近岸边方向的锚绳处于绷紧状态，该端锚绳上的浊度仪所采集到的数据也是相对水深中间附近含沙量数据。

摘要： 本发明公开了一种基于推板的涌潮生成方法。本发明方法包括以下步骤：S1，确定室内水槽相关参数，包括矩形水槽的宽度、高度和底坡；S2，基于潮前水深和涌潮高度确定推板的移动速度；S3，根据潮前水深、涌潮高度和推板移动速度确定作用于推板上的推力和功率；S4，基于所需作用于推板上的功率，设计所需电机功率，电机推动推板生成涌潮。本发明方法对室内水槽涌潮生成进行设计，能在室内水槽中生成需要的涌潮高度。本发明方法节省了设计成本。

摘要： 本发明公开了一种涌潮压力测量系统，包括主控单元、若干检测子系统和监测中心；所述主控单元与若干检测子系统通过线缆连接；所述若干检测子系统检测水位数据以及不同水位情况下的压力数据上传至主控单元；中控单元的通信模块采用串口转以太网的方式将压力数据及水位数据传送到监测中心；所述监测中心实时显示接收的数据。所述若干检测子系统包括若干与不同长度线缆连接的压力传感器探头，所述线缆靠近与压力传感器探头连接端呈90°转角，防止电缆弯折，提高探头可靠性。通信模块采用串口转以太网的方式将压力数据传送至监测中心，为水文分析及时提供基础数据。若干与不同长度线缆连接的压力传感器探头，实现采集不同水深情况下的压力数据。

摘要： 本发明公开了一种基于多无人机的涌潮潮头平面形态检测方法。本发明针对现有涌潮观测中单无人机作业存在的涌潮拍摄范围有限、无法覆盖和检测涌潮形态全貌等问题，设计了一种基于多无人机的涌潮潮头平面形态检测方法，构建了由多旋翼无人机模块、云台相机模块、板载计算机模块NUC、飞控模块、自组网模块和地面站模块组成的多无人机自组网的钱塘江涌潮协同拍摄平台。云台相机将拍摄的图像传给NUC，NUC首先运行拼接算法，将图像进行同步拼接，然后运行跟踪算法，实时保持动态涌潮跟踪。借助于多无人机摄影测量的涌潮观测方法，能够在大尺度范围内连续跟踪观测涌潮。该方法具有工作效率高、安全性高、方便快捷、可连续观测以及涌潮覆盖范围大等优势。

摘要： 本发明关于一种涌潮潮头线形态及潮头推进速度现场测量方法，采用无人机搭载高分辨率相机至涌潮上方每隔一段时间对涌潮潮头拍照，获得整个测量河段的涌潮潮头图像；对涌潮潮头图像进行修正，转化到统一坐标系形成逐时刻完整的涌潮潮头线正射影像；根据涌潮潮头线位置明显的边界特征，识别出正射影像中涌潮潮头线的位置，并逐时刻解析出潮头线平面位置；根据前后时刻潮头线位置可得到潮头推进速度。可以广覆盖、高效率、一次性的获取涌潮潮头线整体平面形态及涌潮潮头推进速度，利于滩地、主槽涌潮推进速度分析，为公众安全观潮提供技术支持，还可分析涌潮对所经河段的冲击作用，对于涌潮河段的建设、防护具有重要意义。

摘要： 本发明公开了弯曲河段强涌潮特征参数设计方法。本发明方法包括以下步骤：S1，确定弯曲河段相关参数，包括河床底坡、堤防迎水坡形状、岸线转角θ；S2，基于顺直河段涌潮主要特征参数潮前水深h0、潮前流速u0和涌潮高度H1，得到顺直河段其他特征参数包括潮后水深h1、潮后流速u1和佛汝德数Fr1；S3、基于顺直河段涌潮特征参数确定弯曲河段涌潮特征参数弯曲河段涌潮线方向β、潮后水深h2、涌潮高度H2、涌潮流速u2和佛汝德数Fr2。本发明方法提出了从顺直河段传播到弯曲河段的强涌潮特征参数计算方法，为涌潮河段治理和涌潮重塑提供了设计方法，并节省了强涌潮河口规划和治理的设计成本。

摘要： 本发明公开了一种航线任务和虚拟控制相结合的涌潮传播速度观测方法。本发明针对涌潮传播速度计算对于相关水文数据的依赖以及强涌潮动力环境下数据难以直接获取的现实局限性，结合无人机的机动性和手机端应用程序的开发，提出了一种航线任务和虚拟控制相结合的涌潮传播速度观测方法，通过无人机在规定的航线前进的同时对涌潮潮头的追踪，记录当前无人机的前进速度即为涌潮潮头向前推进的速度并保存于数据库中，该方法不仅能够直观得得到涌潮的传播速度，还能够更加方便地得到更大范围和更多点位的涌潮传播速度的数据，为涌潮的研究提供更加全面的数据支持。

摘要： 本发明公开了一种基于闸门的涌潮生成方法。本发明方法包括以下步骤：S1，确定室内水槽、闸门和蓄水池的相关参数，包括矩形水槽的宽度、高度和底坡，位于水槽上游端的闸门的宽度和高度，以及与闸门上游相连的蓄水池的宽度；S2，基于潮前水深和涌潮高度确定水槽上游蓄水池水深；S3，基于所需生成的涌潮持续时间和长度，确定蓄水池长度；S4，基于所需生成的涌潮特征，形成所需的潮前水深和蓄水池水深，突然打开闸门生成涌潮。本发明方法对室内水槽涌潮生成进行设计，能在室内水槽中生成需要的涌潮高度。本发明方法节省了设计成本。