渤海湾南港工业区港池航道回淤研究

天津南港工业区位于渤海湾典型的淤泥质海岸,其港区为环抱式有掩护的平面布局,规划建设10万吨级航道。为准确预测港池航道的泥沙回淤状况,采用双向嵌套网格建立波浪潮流共同作用下的泥沙运动数学模型,考虑波浪辐射应力作用,以及波浪引起的紊动和波浪增强海床底部切应力对悬沙输移的影响。模型选取现场实测大潮作为代表潮,以工程海域附近测波资料的能量加权平均结果作为代表波,对邻近的天津港15万吨级航道年均回淤进行了验证,确定数学模型中相关泥沙运动与底床冲淤的计算参数。在此基础上,数学模型预测了南港工业区规划的港池航道总的年均回淤量,与天津港主航道资料类比,计算的南港工业区港区10万吨级航道泥沙回淤分布与淤积总量是合理的。     

电厂港池取水工程泥沙回淤研究

运用半封闭港区水域泥沙回淤研究结果，以及电厂港池取水物理模型试验结果，提出电厂港池取水回淤计算模式。应用此模式对某港拟建电厂各取水工况进行港池航道回淤计算分析。     

海南岛白沙角和秀英海岸建港泥沙淤积计算

本文对海南岛白沙角和秀英海岸建深水大港泥沙淤积问题的可行性进行了研究。文中对白沙角和秀英两个港区进行了对比,对五个港池方案提出了较定量的泥沙淤积量以及建港的必要措施。研究手段为:1.分析计算了琼州海峡潮流及含沙量的规律。2.计算分析了波浪沿岸输沙量。3.应用了白沙角三个港池方案及航道潮流数模成果,确定了进港水量。所得成果已为设计单位和海南岛港口建设部门采纳。     

考虑波浪辐射应力的潮流泥沙数学模型

根据海岸河口地区潮流、波浪、泥沙的运动特点及其相互作用机制,考虑了波浪场产生的"波浪辐射应力"和"波流挟沙力"动力要素对潮流场和泥沙运动的影响,在泥沙扩散方程中考虑了紊动水流作用,采用有限元加权集中质量法,建立了考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型,并利用锦州港港区的潮流及泥沙资料对模型进行了验证。验证结果表明,潮位吻合良好,流速、流向、含沙量分布基本相似。在此基础上,模拟了工程建设前后,港区附近潮流场和泥沙淤积的变化,分析了泥沙骤淤现象。模拟结果表明,该数学模型能够适用于海岸河口地区潮流、泥沙的模拟,为波浪作用下潮流场和泥沙淤积的预测提供一种新的模拟方法,具有良好的应用前景。     

漳州港码头岸线规划潮流及泥沙问题研究

本文在实测资料的基础上，全面分析了漳州港海域的波浪要素，潮流动力，泥沙运移特性和水深演变等，计算了漳州港码头工程前后潮流分布场，并在此基础上预报了漳州港起步工程的３．５万吨级码头泊位、港池、航道的泥沙冲淤幅度。结果表明，漳州港海域的水深维护主要与上游纳潮面积大小有关，海域潮差大，潮流强，水深大，波浪小，海域泥沙主要来源于上游的九龙江，年输沙量为２７７万ｔ，海域年平均含沙量也不大，港池航道水深可由水流动力来维持、泊位和淤积很小，这些情况表明，漳州港屿仔尾海区建港的自然条件是优越的。     

岚北港区30万吨原油码头泥沙冲淤分析

采用二维潮流数值模拟方法,对拟建的日照港岚山港区30万t原油码头工程平面布置方案进行了模拟计算,预演工程实施后码头前沿、港池回旋水域及附近海区的流场变化,并对泥沙输移进行分析计算。     

高栏港泥沙淤积问题研究

本文从潮流场和波浪场的计算结果入手,根据作者对淤泥质海岸在波浪和潮流综合作用下的掀沙研究,首次提出了高栏港海域的平均含沙量场,进而对高栏港的各种布置方案及航道规划方案进行了港池、泊位,转头地及航道(主航道和分航道)的淤积预报计算。结果表明,高栏港的淤积问题是存在的,但与国内类似港口相比并不突出,而且随着港池、泊位继续兴建其回淤强度将逐步减小,因此,从回淤角度看,高栏港的建设前景是光明的。     

曹妃甸粉沙质海岸围垦后港内泥沙研究

粉沙质海岸离岸围垦后港内淤积引人关注。基于平面二维潮流数学模型,采用网格嵌套技术,模拟了渤海、曹妃甸海域潮流场;该海域泥沙为粘性沙,且围垦后港内流速很小,采用悬沙运动数学模型模拟了潮流和波浪作用下正常天气和大风天的含沙量场,分析了大风后含沙量衰减过程,计算了正常天气年淤积强度和大风天泥沙淤积厚度。计算表明,外海泥沙主要通过甸头东侧老龙沟进入港池水域。正常天气下,港内流速小,基本处于淤积环境,但由于外海含沙量小,港池水域年淤积厚度小于10 cm。大风浪作用下,曹妃甸海域含沙量明显增大,由老龙沟进入三港池的泥沙沿程落淤,港内普遍淤积,泥沙淤积厚度在5 cm以内。     

日照豪迈码头港池布局对泥沙输移影响研究

港池的布局会改变其周边海域水动力条件及其泥沙冲淤状况,为了进一步了解其影响程度,本文以山东日照豪迈重工临港厂区运输码头的改造工程为研究对象,利用平面二维数值模型MIKE21/3 Integrated Models,建立了潮流和波浪耦合作用下的泥沙输移数值模型,对该工程附近海域进行了波浪、潮流和泥沙输移的数值模拟。同时采用实测数据对数值模型进行了验证,数值模拟结果与实测资料拟合较好,表明MIKE21能有效地模拟运输码头及其周围海域潮流的变化过程。以日照豪迈重工临港厂区运输码头为依托,基于数值模拟结果,分析不同改造方案下的水动力条件和泥沙冲淤状况。结果表明:港池布局对水动力条件影响甚微,对地形地貌冲淤影响较大;模拟结果确定港池南向开口为最佳改造方案,为工程的规划和设计提供科学依据。     

数学模型在深圳西部港区规划中的应用

本文通过伶仃洋海区整体二维潮流盐度泥沙数学模型,从水沙角度分析了深圳西部港区的建港优势,并进一步通过局部二维潮流数学模型,对赤湾港区各种规划方案的水流变化情况进行了模拟。通过分析比较,提出了推荐方案,从而也说明数学模型这一研究手段在港口规划研究中的作用。     

日照港30万吨原油码头港池与航道回淤预测分析

根据日照港30万吨级原油码头工程的设计要求,在拟建工程海域实测了2个站的大、中、小潮潮位和9条测线的流速、流向及含沙量。利用二维潮汐水流数学模型进行了潮位、流速和流向验证计算,综合研究了调查海区的泥沙运动和海底冲淤演变规律,并预测了冲淤趋势。在此基础上,重点对30万吨原油码头泊位、港池与航道的淤积进行了预测分析。分析结果表明,在正常水动力条件下,该港区内的平均年回淤速率不大,此港区适合建码头。     

Morphodynamic responses to the deep water harbor development in the Caofeidian sea area,China's Bohai Bay

Vast bay-type tidal inlets can be found along the coastal zones of China. They are generally suitable for deep water channels and large harbors because of the presence of large water depth and good mooring conditions. The deep channel, in front of the head of Caofeidian Island in Bohai Bay, China, is a typical bay-type tidal inlet system. The tidal current, a type of reverse flow, makes the key contribution to maintain the deep water depth. The co-action of waves and tidal currents is the main dynamic force for sediment motion. Waves have significant influence on the sediment concentration. Based on the characteristics of waves, tidal currents, sediment and seabed evolution in Caofeidian sea area, a 2D mathematical model for sediment transport under influence of waves and tidal currents is developed to study the development schemes of the Caofeidian Harbor. The model has been verified for spring and neap tides, in winter as well as in summer of 2006. The calculated tidal stages, flow velocities, flow directions and sediment concentrations at 15 stations are in good agreement with the observations. Furthermore, the calculated data on pattern and magnitude of sedimentation and erosion in the related area agree well with the observations. This model has been used to study the effects of the reclamation scheme for Caofeidian Harbor on the hydrodynamic environment, sediment transport and morphological changes. Attentions are paid to the project inducing changes of flow velocities and morphology in the deep channel at the south side of Caofeidian foreland, in the Laolonggou channel and in various harbor basins. The conclusions can provide the important foundation for the protection and use of bay-type tidal inlets and the development of harbor industry.     

江苏如东西太阳沙及烂沙洋海域潮流泥沙数值模拟

基于不规则三角形网格有限差分法并考虑波浪及其破碎作用,建立了平面二维潮流场和泥沙场数学模型.该模型对有望建设成深水码头和深水航道的江苏如东西太阳沙和烂沙洋海域的潮流场和泥沙场进行了细化数值模拟.数值模拟结果表明：（1）本海区潮流基本上是顺深槽流动的往复流,潮流流速大,烂沙洋北水道和西太阳沙附近大潮涨落潮最大流速分别在2 m/s和1 m/s以上;（2）本海区的潮平均水体含沙量在0.5 kg/m^3以下,落潮含沙量大于涨潮含沙量;（3）小浪对水体含沙量影响很小,大浪作用下水体含沙量明显增加.     

环抱式港区水体交换能力数值研究——以闸坡渔港为例

环抱式港池的水体交换能力强弱对港池的水质有重要影响,水体交换通道是改善港池水质的有效措施。本研究以闸坡渔港防波堤改造工程为例,采用不规则三角网格和有限体积方法,在潮流数模研究成果的基础上,建立平面二维对流-扩散数学模型,开展闸坡渔港扩建前后水体交换能力数值模拟研究,评估工程前后港内水体半交换周期和水体交换率。研究结果表明,闸坡渔港的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129 h,工程后闸坡渔港水体半交换时间为104 h。工程后洲仔峡防波堤被改为涵洞式桥梁,使渔港与外海形成了水体交换通道,增加了港池内外水体相互作用和水体交换量,相应的水体交换能力增强。而港池外的两个水产养殖区域由于与外海相连,水体交换能力较强,工程前后该区域水体交换能力变化不大。     

瓯江口外洞头岛北岙后涂围垦工程潮流数值模拟研究

通过建立基于不规则三角形差分法的洞头岛附近海区二维潮流数学模型,在对现场实测资料验证的基础上,对北岙后涂围垦工程前后的潮流场进行了数值模拟,就北岙后涂围垦工程对周边海区的影响及围塘根部的冲刷情况进行了分析研究。分析研究结果表明,围垦工程不会对客运和货运码头及航道通航条件产生明显影响,对洞头峡的涨落潮水流、三盘大桥桥墩及其通航孔基本没有影响;单纯潮流对围塘根部冲刷的可能性很小,因此,围垦工程是可行的。     

Fluid Mud Measurement and Siltation Analysis in A Trial Excavated Channel in the Approach Channel of the Xiangshan Port

In order to clarify the distribution and variation of silt and fluid mud in the Waiganmen shallow section of the 50000-ton intake channel of the Xiangshan Port, and to understand the influence of the channel excavation on the surrounding flow conditions and the strength of the backsilting, especially the impact of typhoon on the sudden silting of the channel, so as to demonstrate the feasibility and stability of the channel excavation. The fluid mud,hydraulic, sediment and topographic measurements were carried out in the study area, and the thickness of the fluid mud layers, tidal current, sediment and topographic data were obtained. Dual-frequency sounder, gamma-ray densitometer and SILAS navigational fluid mud measurement system were used to monitor the fluid mud, and the results were compared and verified. The adaptability and accuracy of the three methods were analyzed. The SILAS navigational continuous density measurement system and gamma-ray fixed-point fluid mud measurement are used to detect the density, thickness and variation of the fluid mud accurately. Based on the hydrological observation data,the process of erosion and deposition in excavation channel and its influence mechanism are analyzed, and the distribution characteristics and evolution law of siltation in engineering area are given in the form of empirical formula. The research shows that the super typhoon can produce large siltation, which results in sudden siltation of the channel. The tidal current is the main dynamic factor of the change of erosion and siltation of the excavation trench. Under the influence of reciprocating tidal current and excavation topography, the trial excavation trench is silted on the whole. There is fluid mud in the monitoring area of the trench, and the distribution of fluid mud is different in space. The thickness of the fluid mud at the bottom of the trench is generally larger than that outside the trench and the slope of the trench, and the siltation of the trench tends to be slow. The research results can provide scientific evaluation for channel excavation and maintenance, and support for the implementation of the project.     

象山港避风锚地工程潮流泥沙模型试验研究

在分析现场实测资料的基础上,借助象山港整体变态物理模型,通过潮汐水流定床和悬沙淤积试验,对湾内拟建奉化市避风锚地工程实施后,附近海域的潮流场变化和海床淤积情况进行了系统研究。研究结果表明,避风锚地工程对航道、渔港等周边重要设施的影响有限。从而为工程的海洋环评、海域使用论证及工程设计提供了技术支撑,也为半封闭港湾内其它类似涉海工程的可行性论证提供了可借鉴的经验。     

清水沟北汊流路入海泥沙对东营港影响的数值分析

本文用平面二维潮流泥沙数学模型,模拟了清水沟流路北汊入海口海域的潮流泥沙扩散和河口淤积延伸方向等问题。在此基础上从流速场分布,泥沙扩散浓度分布及淤积厚度零米线的范围及河口淤积延伸方向等方面探讨了入海泥沙对东营港的影响。结论认为如果按此口门入海,入海泥沙不会对黄河海港产生直接淤积影响。     

长江河口潮波时空特征再分析

长江河口的潮波传播受到近岸及河口浅水地形及长江径流的显著影响,表现出很强的时空变化特征。已有相关研究主要关注徐六泾以下的河口段,还缺少对河口系统的潮波特征分析。本文基于大通、南京、徐六泾和牛皮礁4站的年内连续潮位资料,分析了主要天文分潮和浅水分潮的振幅沿程变化、季节变化特征和规律,认识到洪季大径流对江阴以上的近口段潮汐衰减作用显著大于枯季,而河口段的平均潮差有一定的半年周期变化,年内秋季最大。口内高频浅水分潮振幅在河口下段最大,且洪季大于枯季,低频浅水分潮则在河口上游振幅最大,由此反应径流对潮汐改造的非线性作用。这些认识可为水道航运及相关河口研究提供基础认识。最后本文也指出关于长江河口潮汐特征尚需进一步研究的若干问题,以期下一步工作取得相应进展。