潮致余流及潮汐应变驱动的余流在河口水沙输运中的贡献机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41506103
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0606.河口海岸学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Over many tidal estuaries, the residual sediment transport could play an important role, although the mainly hydrodynamics is tidal current. With regard to the study of driven factors of residual flow on the estuarine sediment transport, traditional factors such as water density gradient, river discharge, wind shear stress were considered by many researchers. However, there are two components of residual flow, which have significant impact on sediment transport, still lack of attention. The first part of residual flow is induced by tidal rectification, i.e., the nonlinear advection terms of tidal momentum, the other component of residual flow is induced by tidal straining. The mainly aim of this study is to make clear the current structure of residual flow induced by tidal rectification and tidal straining and to examine their contribution on estuarine sediment transport. To achieve this, three transverse sections are chosen as our study area, which located in North Branch, North Channel and South Channel of Yangtze estuary, respectively. The Spatial and temporal variation of water vertical eddy viscosity will be computed according to the field observation and numerical modeling results. Following that, an analytical model will be developed to solve the current structure of residual flow induced by tidal rectification and tidal straining. At last, the contribution mechanism of these two residual flow components on estuarine sediment will be discussed according to the analytical model as well as observation data and numerical model.
尽管大多数潮汐河口的水动力以潮流为主,但从悬沙输运的角度,余流输沙不可忽视。在潮汐河口的余流结构及其驱动的悬沙输运的研究中,传统上主要考虑了密度梯度、径流、风应力等余流驱动因子,但针对非线性的潮动量对流项以及潮汐应变项驱动的余流结构及其输沙模式方面的研究仍然比较欠缺,值得进一步深入探讨。本项目拟选取长江口为研究区域,分别在北支、北港和南港上各选取一横断面作为研究对象进行对比研究。首先在现场观察、数值模型等手段的支持下计算各断面上垂向涡动粘滞系数的时、空变化特征,进而构建解析模型,从理论上求解潮动量非线性对流项和潮汐应变项驱动的余流在河口横断面上的结构特征,并计算各部分水动力因子的悬沙输运模式,最后结合实测资料和数值模拟结果讨论潮致余流和潮汐应变驱动的余流在潮汐河口悬沙输运及捕集系统中的贡献机制。

结项摘要

本项目中,通过构建潮汐河口横断面水沙输运解析模型,模拟分析河口横断面上的水沙及捕集模式,其中项目中重点考虑了潮动量非线性项驱动的潮致余流和潮汐应变项驱动的余流结构及其在输沙体系中的贡献。为探讨河床地貌结构对悬沙输运的影响,研究中参考其他研究成果选取了多种代表性河口形态,分别采用解析模型对其悬沙侧向输运模式进行模拟分析。研究结果表明,悬沙在各种河口断面上的分布模式有显著差异,主要体现在最大含沙量值及分布区域,以及悬沙空间结构均匀程度上,这种悬沙空间分布差异主要是潮致余流引起的。河口地貌结构差异会显著影响水平密度梯度及侧向环流结构,从而改变余流输沙结构,而河口水下地形坡度的陡峻程度与对流输沙有显著关系。另外,项目研究中还利用该解析模型讨论了长江口南港的水动力结构及悬沙侧向输运特征。南港悬沙分布上北侧副槽远大于南侧主槽,潮流输沙和余流输沙是南港侧向输沙函数的两个主要部分。南港中强劲径流削弱了涨潮流,增强了落潮流,使得向河槽南侧的涨潮流输沙小于向河槽北侧的落潮流输沙,导致潮流输沙指向河槽北侧。径流驱动的南港侧向余流在涨潮流方向上为一逆时针环流结构,余流输沙指向河槽北侧,因此南港悬沙捕集于河槽北侧。对比强径流的长江口南港和强水平密度梯度的James河口输沙模式发现,虽然两河口中潮差强度均属中等,但由于两者的余流主控因子不一样,导致悬沙分布模式有显著差异。潮汐应变驱动的余流结构取决于河口的垂向涡动粘滞系数与半日潮之间的相位差,大多数河口中(包括长江口),涨潮水体趋近于混合和落潮水体趋近于分潮,因此潮汐应变驱动的余流与重力环流类似,其强度与垂向涡动粘滞系数的波动振幅相关,一般说来与重力环流的强度相当,因此在输沙效应上,潮汐应变会加强重力环流输沙。在该基金项目的资助下,本研究共发表了学术论文15篇,其中SCI论文4篇,参加学术会议5次,培养硕士研究生4名。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Pollen Record of Early to Mid-Holocene Vegetation and Climate Dynamics on the Eastern Coast of the Yellow Sea, South Korea.
韩国黄海东岸早至中期全新世植被和气候动态的花粉记录。
  • DOI:
    10.1177/0959683617752856.
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    The Holocene
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Song B;Yi S;Nahm W H;Lee J Y;Lim J;Kim J C;Yang Zhongyong
  • 通讯作者:
    Yang Zhongyong
基于ADCP 测量的长江口推移质运动速度研究
  • DOI:
    10.21203/rs.3.rs-3417023/v1
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    泥沙研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡浩;程和琴;韦桃源;杨忠勇
  • 通讯作者:
    杨忠勇
Low-angle dunes in the Changjiang (Yangtze) Estuary: flow and sediment dynamics under tidal influence.
长江口低角度沙丘:潮汐影响下的水流和沉积动力学。
  • DOI:
    10.1016/j.ecss.2018.03.009
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Estuarine Coastal and Shelf Science.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hao Hu;Taoyuan Wei;Zhongyong Yang;Christopher R. Hackney;Daniel R. Parsons
  • 通讯作者:
    Daniel R. Parsons
洋山海域工程前后水动力特征分析
  • DOI:
    10.11870/cjlyzyyhj201701010
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    长江流域资源与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨忠勇;石小涛;吴泽艳;郭兴杰;张勇
  • 通讯作者:
    张勇
三门湾近期水动力特性观测研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.2095-4972.2017.02.015
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    应用海洋学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋泽坤;施伟勇;张峰;吴清松;杨斌;周阳;杨忠勇
  • 通讯作者:
    杨忠勇

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其他文献

截流钢筋石笼起动流速计算方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    大连理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪淼;周宜红;杨忠勇;刘潋;汪庆元;张淑梅
  • 通讯作者:
    张淑梅
Three-component one-pot synthesis of 2,4,6-triarylpyridines without catalyst and solvent
无催化剂、无溶剂三组分一锅法合成2,4,6-三芳基吡啶
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    J. Heterocycl. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王敏;杨忠勇;宋志国;王青林
  • 通讯作者:
    王青林
基于TM遥感影像的河口流态信息半定量化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    水土保持通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    乔远英;程和琴;宋泽坤;吴帅虎;杨忠勇
  • 通讯作者:
    杨忠勇
基于ADCP测量的长江口推移质运动速度研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    泥沙研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡浩;程和琴;韦桃源;杨忠勇;刘高伟
  • 通讯作者:
    刘高伟
基于解析解的长江口南港悬沙侧向捕集特征分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    海洋学报(中文版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨忠勇;王钟;程和琴;郭兴杰;曹振轶
  • 通讯作者:
    曹振轶

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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