基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律的研究

基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律的研究 评阅人: 鱼 壹 数援坐盔痖菹太堂 评阅人: 整建登熬援逝垂太堂建鱼王焦堂院 评阅人: 憋丝隆熬直 浙江笪盔型通望珏窒睦 评阅人: 答辩委员会主席: 鋈焦犍 暄? 国塞盗注昼箜三连注珏窥逝 委员...邳重蛆 熬援逝逛太堂航空筮丞堂瞳. 委员: 整建登塾拯逝逛太堂建筑王猩堂瞳 委员. 韭丞塑 熬拯浙鎏太堂建筑王猩堂睦 委员: 登盎盎熬援逝江太堂连注銎堂皇三猩堂丕 委员: 澄壶澧熬直 逝江省壅型通望珏究瞳 答辩日期: 窆.. ????????????????????.. ? ? ? 一‘ 一 ’ : ‘ ‘ ? 一 : :墨至堡盥鳖塑:堡望 煦鱼墨墨篮 : . :: . 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成 果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的 研究成果,也不包含为获得堑’江盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用 过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 签字日期: 弦“年弓月, 学位论文作者签名: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本 论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿态堂可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 导师签名: 学位论文作者签名:勃 孔劾年 签字日期: 沙,年 弓月。 签字日期:?年’月,日衷心感谢硕士阶段的导师熊绍隆教授级高工多年来,始终关心我的成长和进步, 在学习、工作、生活上给了我莫大的帮助和指导. 感谢建工学院、港口海岸与近海工程研究所的各位领导、教授和老师在我求学期间 的谆谆教导 感谢工作单位浙江省水利河口研究院领导与同事正是你们的支持与帮助,为我创 造了良好的学习环境与工作基础。特别要感谢林炳尧教高、曹颖高工、唐子文高工、陈 刚工程师等同事对本文提供的帮助 感谢评阅本篇博士论文和出席论文答辩的各位专家、教授在百忙之中给予的指导 感谢家人对我学业的关心、理解和支持感谢女儿你们是我最坚强的后盾。 本文工作得到了浙江省省属科研院所专项公益技术攻关项目项目批准号: 的资助,特此致谢。 曾 剑 年月日摘要 钱塘江河潮强流急,涌潮汹涌,河床冲淤变化剧烈,是最具代表性的强潮河. 探索与运用钱塘江河口水沙运动规律,一直是治理和保护该河口的一项重要的基础性工 作。历经几代人的努力,钱塘江河口水沙运动规律研究发展了实测资料分析、数值模拟 计算与河工模型试验等多种预测手段并取得了系列的研究成果。近几年,灰色理论、神 经网络、分形理论、小波分析等现代数据挖掘技术的出现,为水沙运动规律研究提供了 新的研究思路与途径。 论文在总结前人研究的基础上,利用钱塘江河口大量的实测资料,采用小波分析、 人工神经网络及其藕合模型等数据挖掘技术,结合理论分析、水槽试验等研究手段,揭 示钱塘江河口径流、涌潮、细颗粒泥沙起动流速与沉降速度、潮流挟沙能力以及河床冲 淤等变化特征与运动规律,以便为钱塘江河口的整治及重大涉水工程建设提供技术基础, 主要工作内容归纳如下: 基于人工神经网络的预测模型研究.针对钱塘江涌潮高度、泥沙起动流速、细颗 粒泥沙絮凝沉降速度及潮流挟沙能力与其影响因素之间存在复杂的非线性关系,在识别 各影响因子与分析训练样本代表性的基础上,运用神经网络的最佳函数逼近性能,建立 了基于径向基函数网络的预测模型。经实测与试验数据的检验,该类模型均具 有较好的泛化能力,并在定量评价各影响因子的贡献程度中得到了成功应用。 基于小波分析的水动力与河床冲淤的长周期特性研究.依据长系列的水文与地形 资料,在分析复小波函数基本特性的基础上,选用该小波对标准化序列进行了小 波变换,根据小波变换系数与小波方差,揭示了钱塘江河口年径流、潮差、沙坎高程以 及河床容积的变化过程伴随着左右的显著周期,预计年以后,该河口径流将转 入偏丰期。并以显著周期为纽带,提出了钱塘江河口水沙运动的长周期演变模式. 涌潮高度对影响因素与治江缩窄工程的响应研究.通过涌潮高度的神经网络模 型,结合正交试验 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 理论,定量地分析了各因素与大规模治江缩窄工程对涌潮的影响 程度,结果表明,涌潮高度与下游潮汐呈正相关关系,而与河道地形呈负相关关系,当 径流流量小于 /时,涌潮高度随径流增大而增大,超过此范围后,则随径流增大 而减小.大规模治江缩窄后,涌潮沿程强度分布趋于稳定,在顺直江道条件下,盐官涌 潮高度减小了.,而弯曲江道,则增大了.。 沉降速度与潮流挟沙能力的 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 公式研究。基于大量的水 量纲分析多元回归率定相关参数,建立了适合于钱塘江 动流速、沉降速度与潮流挟沙能力的经验拟合公式.经实 测与试验资料检验,公式具有良好的拟合精度与应用范围。此外,文中还提出了从非恒 定实测水沙过程中提取泥沙起动流速与潮流挟沙能力的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 基于小波分析神经网络的河床容积预报模型研究。针对河床容积变化具有趋势 性、周期性和随机性的特点,在小波分析将时间序列分解成若干细节序列和背景序列的 基础上,结合人工神经网络技术,建立了钱塘江河口河床容积的预报模型。经实测资料 .%, 检验,最优的预报模型 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,其拟合阶段与检验阶段的合格率可达.% 确定性系数可达.与.,计算结果总体令人满意,为河床容积预报提供了一种可行 的技术方案。 关键词:钱塘江河口;小波分析;人工神经网络,涌潮;径流;细颗粒泥沙;起动流速; 沉降速度;潮流挟沙能力;河床冲淤 . , ,. , , , , ? ,. , . : . . , ,. .? . ,, , .,. .. ,,. .’/.?. . . .,. .,, . ,... , ,. .% . . .% ,. . : , , , . 绪论?..:??.. .研究背景和意义. .国内外研究现状和发展趋势 .本文主要研究内容??. 涌潮强度预测模型及影响因子分析?.. .钱塘江涌潮概况 .钱塘江涌潮动力特性?.. .基于网络的涌潮强度预测模型.. .影响因素的定量分析?.. .大规模治江缩窄对涌潮的影响分析.. .本章小结钱塘江河口径流与潮汐长周期特征分析. .钱塘江河:水动力??. .小波分析原理?.一??. .钱塘江河口径流的小波分析??.. .钱塘江河口潮汐的小波分析??.. .径流周期变化对河床的影响??.. .本章小结强潮河:泥沙起动流速分析.. .钱塘江河口泥沙 .泥沙水槽起动试验与分析. .大水深泥沙起动流速分析. .泥沙起动流速公式的对比与修正?. .泥沙起动流速的神经网络模型.本章小结?.絮凝沉降的影响因素分析. .絮凝沉速的拟合公式?.. .钱塘江河口絮凝沉降的现场观测?. .本章小结强潮河口潮流挟沙能力研究.. .水沙数据的整理与选取? .挟沙能力资料的提取?.. .挟沙能力的神经网络模型. .挟沙能力的影响因素分析. .挟沙能力的经验公式?.. .本章小结沙坎与河床冲淤分析及预报?..?.. .钱塘江河口河床演变特点. .沙坎变化的小波分析?.. .河床冲淤的小波分析?.. .小波和神经网络的藕合模型??.. .河床容积预报.. .本章小结?.. 结论与展望 .主要结论?.. .创新点..?.. .研究展望?.. 参考文献. 攻读博士学位期间取得的科研成果作者 简历 个人简历下载免费下载简历模版总经理简历下载资料员简历下载资料员简历下载 . 动规律研究 .研究背景和意义 钱塘江河地处长江三角洲南翼,区域位置得天独厚,分属杭州市、绍兴市、宁 波 市、嘉兴市的个县市,土地面积.万,占浙江省土地面积的%,总人口 万,占全省的%.河口两岸河网密布,纵横交错,南岸有萧绍平原、姚北平原河 网及 萧绍运河、曹娥江、甬江水系等,北岸有杭嘉湖平原河网及京杭运河和太湖水系等,铁 路、公路、水运及海运交通条件便利。该地区为浙江省经济最发达的地区之一,年 为亿元,占全省的%,人均为.万元,为全省人均值的.倍. 钱塘江河口拥有丰富的自然资源,包括深水岸线、水资源、滩涂资源,航运资源和涌潮 旅游资源等。目前沿岸已建有宁波北仑港,杭州湾大桥、乍浦港、嘉兴电厂、秦山核电 厂、曹娥江门大闸等一大批国家重点工程。随着社会经济的发展,各部门、各地区对 钱塘江河口资源利用提出了新的需求,若能进一步合理开发利用,将为浙江省经济社会 的可持续发展发挥巨大作用。 钱塘江河是著名的强潮河,最大潮差可达,并以气势磅礴、蔚为壮观的涌潮 而闻名。钱塘江涌潮形成后,水流特性发生极大的改变。涌潮到达前后,水位骤然上涨 ?,水流急速从落潮状态转为涨潮状态,流速瞬间达到?/,实测最大测点流 速/.涌潮水流急剧冲刷河床,对海塘、桥梁、取水等建筑物的基础造成极大的 破坏,是钱塘江河口毁堤成灾的主要祸根,至今仍对钱塘江两岸平原的生命 财产构成威 胁.然而,钱塘江涌潮作为一种独特的自然景观,在防范其灾害的同时也要注意涌潮资 源的保护问题。钱塘江河北邻水沙丰沛的长江河口,外海来沙十分丰富,泥沙输移一 潮以千万方计,远大于径流来沙.河底沙和悬沙差异较小,以细粉砂为主,中值粒径 一般为.?.,分选良好,由于河床滩槽组成物质经过长期往返搬运分选,缺乏 粘性颗粒,抗冲能力低,易冲易淤. 在涌潮与细颗粒泥沙的共同作用下,造就了钱塘江河江道宽浅、主槽游荡不定、 岸滩涨坍无常的演变特点。自然状态下,钱塘江河:主槽在一年内最大可南北摆动, 一个潮周期内最大河床冲淤幅度可达.?.,对防御洪潮灾害、资源开发利用带来很 大的困难。为此,历代主政者高度重视,耗巨资修建了规模宏伟的钱塘江海塘.建国以 来,为从根本上整治钱塘江河,开展了自上而下全线缩窄的治理,取得巨大成功,有 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 效控制了主槽的频繁摆动,提高了海塘的防洪御潮能力,改善了排涝和航运条件。至今 已围的万亩滩涂围垦新区为两岸社会经济的发展注入了新的活力,被国际上公认为 强潮河口治理的成功典范,对河口综合治理开发、环杭州湾重大项目建设布局、沿江产 业带发展和城市化进程产生了重要的推动作用.然而,随着整治向下游推进,逐步发现 江道缩窄对河口环境带来广泛而又深刻的影响.首先是钱塘江河口沙坎向下游发展,造 成河口上段的洪水位和下段高潮位的不断抬高;其次是澉浦及其邻近水域的滩槽出现调 整,杭州湾上段出现泥沙淤积;再次涌潮发生的位置、强度、形态等也出现了一些新交 化。在新的发展形势下,对河口的整治已从单纯防灾减灾转向防灾减灾、资源开发和环 境保护并重的综合治理。因此,如何达到兴利除害又将消极影响降至最小,始终成为河 口治理追求的目标。 为了治理和保护钱塘江河口,就必需掌握钱塘江河口水沙运动规律。自上世纪二十 年代以来,一大批国内著名专家学者与科研人员对钱塘江河口的水沙运动规律进行了分 析研究,发展了实测资料分析、数值模拟计算以及河工模型试验等多种预测 手段。然而, 受众多因素的影响,河口水沙运动十分复杂,现有研究方法在各自发挥其优势的前提下, 仍存在不少的不足与困难。近几年,灰色理论、神经网络、分形理论、混沌理论、小波 分析等现代数据挖掘技术的出现,为水沙运动规律研究提供了新的研究途径. 本学位论文在总结前人研究的基础上,利用钱塘江河口大量的实测资料,结合小波 分析、神经网络等能展示时间序列的精细结构,以帮助研究者发现时间序列的结构及其 演变过程的显著特点,分析钱塘江河口的潮汐、径流、河床容积、沙坎高程等特征值的 变化规律,建立基于涌潮、泥沙起动流速、沉降速度、挟沙能力与影响因子之间复杂关 系的预测模型,进而深入研究钱塘江河口的水沙运动规律与演变趋势,这无疑对指导下 一阶段河口整治及重大涉水工程建设具有重要的现实意义。 强潮河口一般指口门潮差大于.的河口在我国及世界分布广泛。国外主要集 中在以下潮差较大的沿海地区:加拿大的芬迪湾沿岸、巴西的亚马逊河口沿岸、麦哲伦 海峡沿岸、澳大利亚西北海岸、英吉利海峡两岸、南亚的恒河口沿岸与朝鲜 半岛西部沿 海地区。我国的强潮河口主要分布在辽东半岛东部、浙江省与福建省的沿海地区,自北 向南主要有辽宁的鸭绿江河口,浙江的钱塘江口、椒江口、瓯江口、飞云江口和鳌江口, 以及福建的闽江口、晋江口和九龙江口等.因其潮强流急,水沙运动规律不同于一般的 潮汐河口。探讨强潮河口水沙运动规律是一项基础性研究工作,而钱塘江河口又是最为 典型的强潮河口。因此,研究钱塘江河口水沙运动在学术上也具有重要的理论意义。 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 .国内外研究现状和发展趋势 ..强潮河口水沙运动规律研究 强潮河:是一类特殊的河:,其潮波变形剧烈,潮强流急,平均潮差一般大于.。 强潮河的水沙运动较一般潮汐河:具有自身的独特性,主要体现在:强动力:潮波 变形剧烈,潮差大,潮流急,潮流作用占绝对优势是强潮河口的基本特征;高混浊: 强动力使得床沙易于起动,水沙交换频繁,水体含沙量高,河区常发育有最大浑浊带, 并随涨、落潮流与径流量的变化不断迁移;滩槽冲淤复杂多变:强潮河口一般 水浅江 宽,涨、落潮流路不一致,强动力作用下泥沙输移剧烈,滩槽冲淤变动频繁,稳定性差, 并具有涨落潮、大小潮和洪枯季的周期性变化。由于潮流侵蚀搬运作用特别强烈,一般 无三角洲发育,多发育拦门沙浅滩或伸入口门的纵向沙坎和面积广阔的泥质潮滩季荣 耀,。 强潮、洪水和台风是强潮河:地区经常面临的三大威胁.特别在台风期间,容易引 发风暴潮,并顶托洪水而影响泄洪,加重洪涝灾害。同时,其强动力、高混浊和滩槽冲 淤复杂多变的特性也给水文观测、科学研究和治理开发带来了极大困难。下面主要从强 潮河口的涌潮、细颗粒泥沙起动与沉降、挟沙能力、河床演变等与本学位论文相关的方 面介绍国内外主要研究进展以及当前研究的热点和趋势。 涌潮研究 强潮河口平面多呈喇叭形,河宽向上游收敛较快.外海潮波经喇叭状河:向口内传 播时,潮波发生急剧变形,使得前坡迅速增陡,后坡变缓,潮波能量集聚,在一定距离 内增加率大于径流顶托和河床摩擦耗损率,造成潮差向上游递增,口内潮差大于外. 潮波在向河:上游传播的过程中,当波峰追上波谷,造成潮波前坡陡立,特别是在出现 水下沙坎的河段,常发生波峰的破碎现象,即涌潮.涌潮是河口涨潮时水位、流速有突 跃变化的潮波波阵面,是潮波变形的极端情况。世界上约有处河:或海湾地区出现涌 潮,著名的有巴西的、法国的、英国的、印度的、加拿大芬 地湾内的等河口均有涌潮发生。我国除钱塘江涌潮外,飞云江口、鳌江口 和椒江口也时有涌潮发生. 涌潮作为一种特殊的水动力现象,引起了国内外学者的兴趣。在国外,十九世纪中 后期就出现了系统描述涌潮的资料,。年,提出较为科学的涌潮 成因的解释。年,,曾率英国军舰“漫步者号”进入钱 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 塘江,观测了涌潮,并撰写了《钱塘江杭州湾涌潮》,这不但是钱塘江涌潮最早的科学 观测记录,也可能是迄今所知关于世界上最早的涌潮实测。 进入二十世纪后,世界各国都陆续开始调查、观测涌潮,并留下了宝贵的观测记录。 同时,对涌潮的理论研究也日益受到重视,初期的理论研究着重于涌潮的形 成、传播及 其形态等方面 ,;,。近年来,随着涌潮研究的深入,研 究手段日益完善。等人研究了非平底地形条件下的紊动涌波。 应用模型试验研究了波状涌潮的流场以及涌潮的混合和弥散作用.和 应用水槽试验研究了涌潮的水动力特性和紊流特性, 等人 根据实测涌潮水位、流速包括垂直方向流速、泥沙等资料分析了戴利河口波 状涌潮的水动力特性。等人应用英国迪河河口的观测资料分析了涌潮 水位、流速、雷诺剪切应力和紊动动能等因素.等人应用实测资料探讨 了强潮河口的最大混浊度。 我国古人对涌潮的认识甚早,殷约公元前一公元前世纪墟甲骨文就有“涛” 字,这个字后被用作“潮”的同义词,至今仍作为“涌潮”、“怒潮”解释。东汉的王充公元 ?年首次对涌潮作出了科学解释,“涛之兴也,与月盛衰”,指出潮汐在大海中只是 “漾驰而已”,进入殆小浅狭的河口后,才激起涌潮,并注意到“涛入三江,岸沸涌,中央 无声”的现象,这是全世界对涌潮成因的最早解释韩曾萃,。 建国后,围绕钱塘江涌潮的研究取得了长足的进步.涌潮成因与传播规律研究。 吴维庆利用特征线方法分析了涌潮的形成,林炳尧得到指数曲线形断 面河道中,小扰动传播过程量值变化及涌潮形成长度的较为一般的表达式,并得到一些 解析解,讨论了摩阻、水深和河宽的变化对涌潮形成的影响。近年来,根据钱塘江河口 治理与开发的需要,在宏观上对涌潮的传播特性有了更深入的了解林炳尧,, ,;,。涌潮模拟技术的进步.由于涌潮对涉水工程巨大的 破坏作用以及对河床冲淤的影响,基于数学模型与实体模型的模拟技术得到了快速发展. 尤其是数值模拟技术,已经成功地模拟了钱塘江涌潮的形成、发展和衰减的过程,复演 了交叉潮、一线潮和回头潮等潮景潘存鸿,。涌潮保护研究.近年来,涌潮作 为一种独特的自然旅游资源,越来越引起人们对它的重视和保护。因此,在研究涌潮对 涉水工程影响的同时,也研究工程对涌潮的影响曾剑,;卢祥兴,。 尽管涌潮研究已取得了不少成果,但目前对涌潮的认识还非常有限,涌潮水动力结 构及其紊动特性、涌潮对泥沙输移及对河床冲淤的作用、涌潮时河床的糙率、涌潮对盐 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 水入侵与污染物扩散的影响等还不十分清楚,需要进一步积累观测资料,在此基础上, 应用理论分析、数值模拟计算和实体模型试验等多种方法进行深入研究,才会取得实质 性的突破。 细颗粒泥沙起动研究 强潮河泥沙多以海域来沙为主,陆域来沙为辅,潮滩物质组成以粉沙和粘土等细 颗粒泥沙为主.泥沙起动是泥沙输移最重要的动力学过程之一,传统的研究是从床面泥 沙的受力平衡出发,推导泥沙的临界起动剪应力或流速。 细颗粒泥沙的起动特性有别于粗颗粒泥沙.早在年,依据试验 资料就发现当泥沙粒径.?.时,起动流速具有极小值.此后各国学者相继进 行了大量的试验研究和理论分析.细颗粒泥沙难以起动的解释,经历了一个推测与争论 阶段。目前,认为受细颗粒间的粘着力及薄膜水附加下压力的影响已得到普遍的认可, 该观点的贡献主要是中国的研究者。首先考虑薄膜水附加下压力的是窦国仁, 与张瑞瑾.窦国仁观测了两个石英丝问的摩擦阻力,根据实验建立了接触面积表 达式并用实际资料率定系数后,得到了起动流速公式。而张瑞瑾认为颗粒起动时受粘着 力的影响,它是由于薄膜水特别是其中的牢固结合水有单向压力传递的特性,因此粘结 力包含水柱压力与大气压力,据此得到武汉水电学院起动流速公式。韩其为也认 为细颗粒之间存在两种力,并从理论上考虑了干容重变化对粘着力与薄膜水附加压力的 影响,进一步考虑泥沙在床面位置后,得到了瞬时起动底速公式。近年,孙志林 通过作用力臂的统计处理以反映颗粒在床面排列的随机性,并基于瞬时底流速的概率分 布和试验资料建立了适合黏性非均匀沙的起动概率公式。由于细颗粒泥沙之间存在粘结 力,各家公式尽管都通过理论分析并得到实测资料的验证,但公式及计算结果相差较大, 这主要是对细颗粒泥沙之间的作用力、泥沙起动标准等问题的认识还存在一定的分歧。 国外关于细颗粒泥沙起动流速的研究较少,也缺乏创造性的成果.如美国土木工程 学会泥沙专业委员会主编的《泥沙工程》中仍以绚各种粒径的起动流速 试验为准,加上起动流速的上限、平均线、下限,以此说明细颗粒起动流速的差别,以 便于工程上采用。..将起动流速公式与泥沙沉速联系起来,给出了它们的比 值与粒径雷诺数的关系,该式得到了一定程度的应用 .。但是他的公式只 能延伸到粒径雷诺数约.,即.,仍未达到粉沙和粘粒. 综上所述,尽管细颗粒泥沙起动研究在近年取得了不少进展,细颗粒单颗起动机 理已基本揭示,起动流速也能反映随粒径减小而增大的事实,大体可以满足工程应用的 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 需要。但是尚有一些问题需要进一步研究:第一,细颗粒受力状态,由于颗粒薄膜水接 触产生的粘着力还没有更深层的根据,在如何表达水深影响方面也有待于进一步研究, 特别是大水深的起动流速与水深关系的实际资料,将是证明薄膜水附加下压力是否起作 用的根据之一.第二,干容重与起动流速的关系,细颗粒密实程度差别很大,而干容重 在很大程度上决定了其起动流速,它们之间的关系在理论中和实用上尚待进一步阐述. 第三,目前泥沙起动流速公式验证资料的水深范围一般在以下,绝大部分是室内水 槽资料,其水深多在?以下,而实际的水深有时达左右或更大,因此深水 起动流速资料,不仅可检验薄膜水附加下压力是否存在,而且还可验证深水起动时已有 的起动流速公式的可靠性韩其为,. 细颖粒沉降特性研究 强潮河口水体中含有大量的细颗粒泥沙,即粒径小于. 的粘土和一定比例 的粉砂粒径在.?. 之间。细颗粒泥沙一般并不是以单颗粒的形式存在,往 往同附近其它大量的颗粒结合在一起,并形成一定的结构,这种相邻颗粒在一定条件下 结合成集合体的作用称为“絮凝作用”.絮凝现象的存在改变了细颗粒悬沙的密度、沉速 等物理性质,形成了大粒径、低密度和高沉速的絮凝体,既影响了细颗粒泥沙的输移和 沉积过程,同时又使刚着床的絮凝泥沙具有高含水率低密度的特性,较易发生解絮和动 力再悬浮作用。因此,河口的细颗粒泥沙絮凝沉降对河口的泥沙过程起着极其重要的作 用,被认为是造成河最大混浊带、拦门沙的形成、河床演变及港口航道淤积的主要原 因之一.目前,国内外对絮凝现象的研究主要集中在絮凝机理、絮凝影响因素、絮凝临 界粒径以及絮凝沉降速度等方面。 早年研究黏性泥沙絮凝机理的有清华大学夏震寰教授、宋根培教授等,北京水利科 学院钱宁、万兆惠教授在其《泥沙运动力学》一书中对絮凝机理作了系统的介绍。 近年,清华大学杨铁笙等对该领域进行了系统完整的论述。杨铁笙等指出:对絮 凝过程的研究有三个重要阶段,即的絮凝动力学理论、胶体稳定性 理论和分形几何理论在絮凝中的应用。 细颗粒泥沙絮凝沉降的影响因素十分复杂,国内外许多学者对不同的影响因 素展开 了大量的研究,如张志忠等,分析了盐度、长江细颗粒泥沙表面特性对 絮凝沉降的影响,并开展了各种影响因子的室内研究;等分析了盐度对絮团 大小、密度和强度的影响;、研究了水流紊 动的影响;等、阮文杰等,研究了流速的影响;刘林等 ..规律研究 研究了不同离子浓度对絮凝沉降的影响。综合众多研究者的成果张志忠,; 蒋国 俊,;金鹰,,影响絮凝的主要因素有矿物成分、粒度成分、含沙浓度、有机 物、泥沙颗粒表面电荷、盐度电解质,温度、值、流速和紊动强度等. 一般说来,泥沙颗粒越细,絮凝现象就越明显。指出粒径小于.的 泥沙具有很明显的絮凝作用。黄建维根据我国部分港口、河口淤泥的絮凝沉 降试 验资料,认为发生絮凝的临界粒径为.~.。钱宁和万兆惠根据静水沉 降试验结果,认为.是泥沙絮凝的临界粒径。张志忠等,根据室内试 验结果,认为长江口细颗粒泥沙絮凝的临界粒径约为..关许为等的试 验资料证实了长江口泥沙絮凝临界粒径约在.左右,对粒径小于.的细 颗粒泥沙,絮凝现象更为明显。金鹰等的试验也证实了粒径大于.的泥 沙絮凝作用不显著。 悬浮泥沙的沉降特性可用泥沙沉速来定量表达.对于微小扰动的球形颗粒, 公式可以很好地计算沉速,但对于实际的河口水域的悬浮泥沙,尤其是当出现絮凝后, 由于受其自身的物理性质如有效密度、结构及形态的影响,沉速的合理确定就更为困难。 河口细颗粒泥沙沉降速度的研究方法大致分为四种:理论分析计算;室内试验 包括沉降筒试验和水槽试验;现场观测;解析解拟合推求沉降速度。 对细颗粒泥沙沉速的测量,最初是在沉降管中进行的,根据连续沉淀理论 ,进行的一系列的静水絮凝沉降试验,;,; 黄建维,,可求得不同深度的断面平均沉速作为泥沙沉速.由于静水沉降试验无法 反映紊动的影响,、黄建维、赵龙保分别在水槽中 模拟流动盐水条件下动水絮凝沉降的规律,并给出了絮团动水沉速的关系式. 年代以来,用于现场直接测量絮团沉速的仪器相继被开发利用,如水下照相和录 像技术,;,;,.最近,现场激光粒度仪进行了 相应沉速的研究,取得了较好的结果,;,;程江,. 在荷兰河口的现场观测显示絮凝体平均沉速大约为./,程 江等,利用在长江口的现场观测及计算,得出长江口徐六泾和 横沙的悬浮泥沙的沉速在.?./之间。唐建华利用现场实 测资料计算出的杭州湾悬浮泥沙的沉速在.?./之间,长江口南槽悬浮泥沙的 沉速在~./之间.综上所述,在河口水域悬沙的沉速大致在几微米至几毫米 /秒的范围。 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 潮流挟沙能力研究 水流挟沙能力是指在一定的水流泥沙条件下单位水体所能挟带和输送的全部泥沙数 量,是涉及在输沙平衡状态下的水流、泥沙及河床边界条件为一体的综合性参数,也是 挟沙水流与河床综合作用的结果。在河整治与涉水工程的规划、设计与实施过程中, 水流挟沙能力是事先需要确定的关键性水流泥沙综合参数之一,因此,长期以来水流挟 沙能力一直是水利工程及河流动力学中最核心的理论问题之一,受到了工程界和学术界 广泛关注。 自世纪以来,前人对水流挟沙能力展开了大量的研究工作,取得过大量的研究 成果王光谦,;?,。从研究历程来看,大致可划分以下个阶段: 世纪年代以前,处于初步定性探索和经验分析阶段;世纪年代到 年代,水流挟沙能力的研究取得长足的进展,主要表现在许多半理论半经验水流挟沙 能力公式的问世,其中代表性公式有爱因斯坦公式、武汉水利学院公式等,许多公式至 今仍受到较广泛的应用;世纪年代中期以来挟沙能力的研究进入了一个新的 发展阶段,建立了一些高、低含沙水流挟沙能力公式,如曹如轩、窦国仁、 张红武等。 河口水域由于受径流及外海潮汐潮流的双重影响,水流呈现出复杂的往复流特征, 因此,潮流挟沙力的合理确定存在较大困难.与较为成熟和深入的河道水流挟沙能力研 究相比,潮流用下泥沙运动规律的研究则起步较晚,研究力度也不够.现阶段对于潮汐 河口水流挟沙力的研究一般还是引用无潮单向流研究成果或参照单向流建立潮流挟沙力 公式。目前,建立河口挟沙力公式的方法主要有以下几种:经验分析法王珍珍,; 因次分析法刘家驹,;能量平衡法窦国仁,;明渠水流挟沙能力公式移植法 侯志军,等. 由于潮汐河口水流的非恒定性,一般采用半潮平均的概念,将水力参数和含沙量浓 度在半潮周期内取平均值以建立经验公式.国内学者也有引入前期含沙量因子或考虑平 均波浪要素,试图改进半潮平均公式窦国仁,;赵龙保,。国外学者计算河 口泥沙输移时也多用定常的侵蚀率和沉积率函数或床面平衡浓度,; ,。为真正反映河口输沙随潮作非恒定变化的特性,孙志林等提出了时变 挟沙能力的概念,认为潮流挟沙能力在半潮周期内随潮流速和潮位同步变化,是时间的 函数.于是,依据瞬间平衡机理建立了河口水流时变挟沙能力公式,避免了半潮平均挟 沙能力公式与不平衡输沙之间的矛盾。 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 河床演变规律研究 河口各种地貌堆积体是径流、潮流、盐淡水混合、沿岸流和风浪等不同动力因素共 同作用的结果.在强潮河口区,当潮流进入河口后,因潮波剧烈变形,涨潮时带人河口 的沙量大于落潮时带出的沙量,使泥沙在口门以内大量堆积常形成拦门沙或纵向沙坎; 在科氏力等因素的作用下,开阔河口涨、落潮流的流路往往发生分歧,各自塑造自身河 槽而形成涨、落潮槽,剖面表现为复式河槽;由于潮差较大,在靠近两岸的缓流区,还 常发育有宽广的潮滩.可见,拦门沙或沙坎浅滩、涨落潮槽和潮滩等是强潮河口常发育 的典型地貌堆积体,其纵向隆起,横向则滩槽相间,呈高低起伏的形状。 近年来,有关强潮河口潮滩沉积过程的量化研究已成为当前河口学的主要研究热点 之一,其中研究较深入的强潮河口主要有,;,; ,、’,、,;,和 ,;,等河口.国内对于强潮河口潮滩的动力沉积 过程研究相对较少.孙志林基于实测水流与沉积资料,系统地探讨瓯江河口推移 质的造床作用;谢钦春等指出潮滩相带的沉积物、地貌特征具有明显的时空变化, 瓯江入海水沙对其演变产生明显的影响;李伯根等讨论了自岸向海高潮滩砂质、 高潮滩砂泥混合质、中潮滩砂质、中潮滩砂泥混合质和低潮滩泥质个沉积带的沉积动 力作用,说明了潮滩沉积物以砂和粗粉砂级组分向岸、极细粉砂和粘土级组分向海为主 的搬运过程。 钱塘江河口河床演变的研究成果相对丰富。上世纪六十年代,陈吉余、钱宁 等曾对钱塘江沙坎的成因、变化及带来的河口水沙和水下地形的影响进行了宏观 分析研究,为河口整治提供了理论基础。上世纪八十年代以来,韩曾萃等通过河 相关系和一维动床数学模型对钱塘江尖山以上缩窄的泥沙冲淤进行了系统 地分析研究, 建立了不同流域来水条件下河床冲淤的变化规律,用于河床容积的预报以及防洪、抗成 的应用,取得了显著的效果。余炯等,研究了河口上段缩窄后的河口演变, 得到了河口下移的结论,对尖山以下河段的河床演变,提出了对应流域来水连续丰、枯 变化,出现顺直和弯曲两种滩槽分布截然不同的河势,并根据治江缩窄前后的历史资料, 总结分析了钱塘江河口的长周期泥沙冲淤变化、河口淤积过程与成因. 潮汐河口的河床演变分析目前通常采用河工模型试验、泥沙数学模型与实测资料对 比分析等方法。河工模型试验是较早用于河流模拟的方法之一,始于十九世纪初。但对 于潮汐河口,其进展远较河流模型缓慢,在理论上与实践上的成果也不多,河口动床模 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 型国外殊不多见,而国内较早开展的有长江,射阳河等动床模型试验薛鸿超,; 罗肇森,。现在国内各大河口的研究都十分重视发挥河工模型的作用,像珠江口陈 文彪,和长江口陈志昌,均建有大型河口实体模型,黄河水利委员会正在筹 建黄河河实体模型李远发,,钱塘江河也建立了全河口的实体模型熊绍隆, ,为河口研究提供了可靠的技术保障。但由于河水沙运动复杂,试验周期长、费 用高,缺乏灵活性,一定程度上也制约了河口河工模型的进一步发展。 泥沙数学模型是河口的水沙运动与河床冲淤变化的有效工具之一,近年来得到了 很大的发展窦国仁,;李孟国,。目前,一维泥沙数学模型比较成熟,可模 拟长时段,长河段的河床变形过程 ,。平面二维泥沙数学模型主要用于 研究短时问内局部河段的河床冲淤变化,经实测资料验证,已能近似反映实际情况 ,; ,。三维泥沙数学模型只能模拟局部水域,由于计算工作 量大,目前还很难应用于实际工程问题 ,.总体上,泥沙数学模型还 存在着一些关键问题需要解决,如动床阻力的变化问题,水流挟沙力与床沙级配的计算 问题、断面冲淤面积的横向分配问题以及恢复饱和系数的取值问题等. 实测资料对比分析法是一种最古老也最基本的方法,通过水深、河床形态与水沙因 素的分析,建立河床冲淤,河相关系等,能够从总体上把握河床演变的历史与现状,在 定性上可提供有益的结论,定量预测仍有不少的困难,特别是这种方法受研究者的水平 和经验影响较大。 ..数据挖掘技术在水沙运动研究中的应用 数据挖掘 是从大量的,不完全的,有噪声的、模糊的、随机的数据中 提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。随着信 息技术的高速发展,人们积累的数据量急剧增长,如何从海量的数据中提取有用的知识 成为当务之急。数据挖掘就是为顺应这种需要应运而生发展起来的数据处理技术舒正 渝,。 数据挖掘是一门涉及面很广的交叉性新兴学科,汇集了来自机器学习、模式识别、 数据库、统计学、人工智能以及管理信息系统等各学科的成果。数据挖掘的主要任务是 关联分析、聚类分析、分类、预测、时序模式和偏差分析等,常用的技术包括关联规则 方法、分类和聚类方法、数据统计方法、神经网络方法、决策树方法及粗糙集等。随着 数据挖掘研究的不断深入,数据挖掘技术已日趋成熟,广泛地应用于政府管理决策、商 业经营、科学研究、司法、交通、传媒等各个领域。 . .浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 数据挖掘技术在水利行业的研究与应用蒋云钟,主要集中于水文数据挖掘艾 萍,、防洪决策支持系统赵旭升,;向衍,、城市供水丁钰,;路 志强,、径流预报李彩林,等方面。下面重点介绍与本学位论文相关的小波 分析与神经网络在水沙运动研究中的应用现状与发展趋势。 小波分析 小波分析是由法国工程师于年提出的。在随后的年间,小波分析成 为国内外专家学者研究的热点,它是分析发展史上的一个里程碑式的进展,具有 时、频同时局部化的优点,被誉为数学“显微镜”.小波分析可以通过从大到小不同尺度 的变换,既观察到细微的变化,也可以展示大的变化趋势,同时获得不同频带的简单序 ‘ 列,为描述复杂的时间序列提供了新的方法与途径。 从年等将小波分析介绍到水文中以来,小波分析在水沙科学中 已取得了一定研究成果王文圣,,主要表现在: 小波分析在水文多时间尺度分析中的应用。用小波包理论对降水序 列进行小波分解,识别其时间.频率尺度,进而进行能量分解,为研究降水形成机制开辟 了新途径.刘俊萍等应用小波变换理论分析了黄河上游河川径流变化的多时问尺 度.王文圣笔;采用小波分析法研究了长江上游主要河流年径流序列的周期性和丰 枯变化。钱晓燕等采用小波分析了雅鲁藏布江干流径流年际变化和季节性 交化的多时间尺度演变规律。 小波分析在水文时间序列变化特性上的应用包括两方面的内容:一是奇异性检 测,二是过程特性定量表征.根据小波变换良好的时、频局部化特性,确定时间序列奇 异点的分布情况、位置和强弱。提出了基于小波变换的分形时间序列分维数 的估计方法. 等提出了基于小波变换的删系数估计方法,估计 量是半参数无偏估计量。王文圣等根据小波多分辨率分析和水文序列的统计自相 似性,提出了水文序列分形维数的小波估计方法。朱兵等以月降水序列和年径流 序列为例探讨了小波函数和尺度对水文序列小波变换模数关联维数的影响。 小波分析在水文预测预报中的应用。等将小波分析与混沌、结合 建立了小波网络模型,对具有混沌特征的时间序列进行了短期和长期预测并获得了成功. 金龙等基于与小波的优点提出了多步预测的小波神经网络预报模型。杨道辉 等提出了一种基于粒子群小波人工神经网络组合模型的月径流过程预测算法。 小波分析在泥沙科学的应用相对较少,主要集中于输沙率的周期性与趋势性分析 .】.浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 ,;于浩,;张强,.宋立松等以杭州湾的水沙实测资 料,通过小波分析,研究了潮流对悬沙输移的贡献.郜昂等采用小波分析和相关 性分析方法,探讨了杭州湾南汇嘴近岸悬沙浓度变化的周期性及其影响机制。丁文荣等 引入小波神经网络藕合模型对流域年均产沙量进行了定量研究。 神经网络 人工神经网络是借鉴大脑和神经系统存储和处理信息的某些特征抽象出来的一种数 学模型,具有很强的自适应、自学习、联想记忆、高度容错和并行处理能力,可以逼近 任何非线性函数.自世纪年代,将人工神经网络作为一种崭新的数学模型引入到 非线性动力学系统的建模中来,就引起国外内学者的广泛关注,并在许多领域中得到了 成功地应用诸勇,;刘勇健,;王明怡,. 人工神经网络由于强大的处理大规模复杂非线性动力学系统的能力,在水沙运动规 律的分析研究中得到了广泛的应用,主要表现在: 产汇流模拟与径流量预报.径流的形成过程是一个极为错综复杂的物理过程,受 很多因素的影响。降雨是产生径流的重要因素,许多学者通过径流量与流域 降雨量关系 建立了不同的神经网络模型。杨荣富等提出了基于水量平衡和非线性水库的水文 模拟网络。王日莲等尝试用网络、网络和网络对流域的降雨量 .径流量进行预报,并将这几种网络的计算结果进行了比较分析.蔡煜东等提出了 汛期降水预报的自组织人工神经网络方法,并选择一组标样进行了具体分折,预报成功 率可达%。金菊良等、徐中民等、蓝永超等运用人工神经网络中 的反向传播算法即模型分别对新疆伊犁河的雅马渡站年径流量、黑河流域莺落峡径 流量、龙羊峡水库入库径流作了预报预测,并将其结果与常用的时间序列分析方法作了 比较,其精度较高。 洪水流量与水位预报。水文系统是一个复杂的非线性动力学过程,各站点水位受 各种因素的影响不仅呈现出非平稳动态随机变化特性,而且各因素间的关系也很难确定, 薛联青等以此为出发点建立了多站变量时间序列的神经网络预报模型,并运用到 了淮河流域五河站水位预报中,结果表明效果良好。谢作涛等提出了以水位流量 的时间差分值作为网络模型输入和输出量的新方法,建立了长江螺山站水位预报模 型,检验结果表明,新方法能进一步提高预报精度。总之,人工神经网络模型可以通过 不断学习和自动调整其参数来适应新的变化,能有效地模拟本质为非线性的实际水文过 程。 . .浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河:水沙运动规律研究 合沙量及水沙运动模拟预测。河流的含沙量受流域降水量、土壤结构组成、植 被条件以及人为活动等因素的影响。张小峰等以流域降水条件为基本因子,建立 了流域产流产沙网络预报模型,定量地分析了人类活动对流域产流产沙的影响。张 金良等利用模糊神经网络模型对三门峡水库泥沙冲淤量进行了计算.黄胜 利用小波网络模型对北碚站的年输沙量进行了预测。李纯良等提出了应用双并联 前向人工神经网络,建立了水流挟沙力模型。河口地区的含沙量对于河口的航运、港口 码头建筑和河道治理有着很大的影响。宋立松从潮流泥沙模型出发,以同时刻的 流速与水深和前一时刻的含沙量、流速与水深为输入,本时刻的含沙量为输 出,建立了 杭州湾含沙量模拟的模糊神经网络模型.于东等根据长江口北槽资料, 应用人工神经网络算法对长江的含沙量进行了研究。 河口水沙运动受众多因素的影响,变化极其复杂,在计算和预测中存在着多种不确 定性,采用单一的某种方法,或多或少存在一定的局限性。因此,在不确定性分析中, 国内外专家学者正努力把握各种方法的特点、使用范围和条件,通过取长补短,引入合 适的理论技术和方法,以推动不确定性分析研究的发展丁晶,。目前,为了综合 分析不确定性,提高计算、预测和决策的可靠性,各种分析方法相互结合的趋势日益增 长,各种各样的藕合方法不断涌现,如小波分析和人工神经网络的藕合,小波分析和随 机分析法的藕合,随机与人工神经网络的藕合等. .本文主要研究内容 本文以钱塘江河口实测资料为基础,采用小波分析、神经网络、小波分析与神经网 络藕合模型等数据挖掘技术,结合理论分析、水槽试验等研究手段,揭示钱塘江河口径 流、涌潮以及河床冲淤的变化特征与运动规律,为钱塘江河口的整治及重大 涉水工程建 设提供技术支撑。 本文主要技术路线如图.所示,主要研究内容包括: 涌潮强度预测模型及影响因子分析 由于钱塘江涌潮与其影响因素之间存在复杂的非线性关系,运用径向基函数 网络的最佳函数逼近性能,建立盐官站潮头高度的预测模型。分析模型预测精度主要取 决的条件,应用实测资料检验模型的泛化能力.结合正交试验设计理论,定量分析各因 素对涌潮的影响程度.应用该模型分析不同水动力与河床边界条件下,大规模治江缩窄 工程对盐官潮头高度的影响程度。 ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 图.论文的技术路线图 径流与潮汐长周期特征分析 针对径流与潮汐时间序列的非平稳性,采用小波分析方法研究钱塘江河年径流和 闸、盐官、澉浦与乍浦潮差的时间序列近似周期及其变化趋势。在分析复小波 函数基本特性的基础上,选用该小波对标准化序列进行小波变换,根据小波变换系数与 小波方差揭示钱塘江口年径流与潮汐过程的周期成分,并预计今后的变化趋势。结合历 年的实测水下地形资料,分析径流周期性变化与河河床冲淤、河势转换之间的关系. 强潮河口泥沙起动流速分析 采用泥沙玻璃水槽试验研究不同粒径与不同水深的泥沙起动流速.针对室内水槽试 验水深条件的局限性,以实测含沙量过程线拐点附近相应的垂线平均流速为泥沙起动流 速的方法,建立水深范围介于.?的泥沙起动流速数据库。比较张瑞瑾、窦国仁 与沙玉清泥沙起动公式,分析现有公式在钱塘江河口的适用性。以影响泥沙起动流速的 因子为输入建立基于神经网络与经验拟合的泥沙起动流速公式。 河口泥沙絮凝沉降速度分析 细颗粒泥沙因絮凝作用,其沉降速度受到粒径、盐度、沉距、含沙量、水温等多种 因素的影响。采用重复深度吸管法开展静水絮凝沉降试验,依据试验数据,运用径向基 函数网络的最佳函数逼近性能,建立絮凝沉降速度的预测模型。结合正交试验 ..基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 设计理论,定量分析各因素对沉降速度的影响程度.以黄建维絮凝沉速公式为基础,通 过率定相关系数,建立适合于钱塘江河口的泥沙沉降速度拟合公式. 强潮河口潮流挟沙能力研究 依据瞬间平衡机理从钱塘江河口非恒定水沙实测过程提取平衡点数据,建立潮流抉 沙能力资料库。运用神经网络技术建立强潮河口潮流挟沙能力的预测模型,结合正交试 验设计理论分析垂线平均流速、水深、泥沙沉速、潮差、半潮平均水深及泥沙粒径等因 素对挟沙能力的影响趋势.采用方差分析法评价各影响因子的显著性,在此基础上,通 过量纲分析与多元回归建立适合于钱塘江河口潮流挟沙能力拟合公式。 沙坎与河床冲淤分析及预报 利用钱塘江河口大量的实测地形资料,提取河床容积、沙坎高程等特征值形成时间 序列,通过小波分析,计算小波变换系数,据以分析特征值的偏大期,偏小期,并根据 小波方差确定变化周期与趋势。在小波分析将时间序列分解成若干不同频带的细节序列 和背景序列的基础上,针对细节系数序列与背景系数序列描述的特性差异,引入人工神 经网络,通过多方案比较,建立钱塘江河口河床容积的预报模型. ..浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 涌潮强度预测模型及影响因子分析 针对钱塘江涌潮受多种影响因素的特点,本章在识别影响因子与分析训练样本代表 性的基础上,运用径向基函数网络建立盐官站涌潮高度的预测模型,并定量地 分析各因素对涌潮贡献及大规模治江围涂工程对涌潮的影响. .钱塘江涌潮概况 东海潮汐的影响一直波及到富春江电站下游,该处以下至芦潮港与镇海一线称为钱 塘江河口,全长,如图.所示。根据水动力条件和河床演变的差异,可以将钱 塘江河口分为三段:电站至闻家堰为径流作用为主的河流段,长,河槽受径流控制, 宽窄相间,多江心洲河型;闻家堰至海盐县澉浦镇长山闸与慈溪市西三闸的连线为径流 与潮流共同作用的过渡段,长,河宽水浅,冲淤频繁剧烈,主槽游荡严重;澉浦 到芦潮港与镇海一线的杭州湾为潮流段,长。 图.钱塘江河口平面图 大潮期间,涌潮在高阳山附近形成,溯源推进中,逐渐壮大、衰减、湮灭,一直推 进到闻家堰以上,全程余,涌潮的各个发展阶段均处过渡段内。过渡段江道在 纵 剖面上,由强劲的涨潮流从外海带入大量泥沙堆积成庞大的沙坎,上起闻家堰,下至乍 浦,长约,沙坎顶点常在仓前上下游变动,高出上下游端点连线约,如图. 所示。这是钱塘江河径流潮流比值小仅为.,海域来沙丰富,经过潮流长期往 . .浙江大学博士学位论文 基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究 复搬移堆积的结果。水流条件的变化对沙坎顶点的冲淤影响最为明显,一般来说,上游 的径流含沙量小,对坎顶的作用以冲刷为主,潮流挟沙多,且由于潮波变形使涨潮输沙 量大于落潮输沙量,对沙坎的作用是淤积.据历年、、月的坎顶变化过程,每年 月坎顶高程为最低,最高值出现在月或月,