江苏辐射沙洲海上风电场海床稳定分析——以大丰(H7)200MW海上风电场为例

以大丰(H7)200 MW海上风电场工程为例,分析了风电场所在的辐射沙洲海域在不同年份的海床地形变化特征,结果表明:风电场南北两侧的浅滩地形自然变化剧烈,以冲刷为主;同时建立了平面二维水动力数学模型,模拟计算了工程建设前后的潮流场,并利用经验公式估算了工程建设引起的海床冲淤变化,结果表明:风电场区建设后,桩基两侧垂直于涨落潮流方向有微弱冲刷。工程建设对海床的冲淤影响比较有限,但由于风机所在海床以冲刷为主,故建议加强对风机桩基的防冲保护。     

基于声呐图像的海上风电桩基局部冲刷实时监测研究

在江苏大丰某海上风电场选取代表机位,安装桩基局部冲刷实时监测系统对桩基周围海床进行实时监测,并和多波束水下地形测量成果进行对比分析。结果表明：该系统实时监测效果较好,与多波束的测量结果相吻合,其最大优势在于能长期实时连续监测桩基周围海床的高程变化情况,掌握长期冲淤趋势。监测桩基海床已产生最大冲刷深度达8 m 的冲刷坑,为保障风机系统的安全稳定,建议及时采取冲刷防护措施,以防冲刷坑进一步发育。     

基于MIKE21的江苏如东海上风电场泥沙冲淤数值模拟

为研究江苏如东海上风电场工程建设造成的泥沙冲淤状况,建立了工程前苏北沿海及其外海水动力及泥沙输运网格模型。在潮位、潮流与泥沙含量验证准确的前提下,将风电场区域内75台风机划分为12个风机群,每一个风机群以桥墩构筑物的形式添加进MIKE21网格模型中,进行工程后泥沙冲淤数值模拟。研究表明,苏北沿海及其外海水动力场与泥沙输运特征基本符合实际情况。对比工程建设前后泥沙冲淤变化可知,工程海域的年冲淤变化整体呈现淤积趋势,强度在0.88 m/a～1.66 m/a左右;桩基迎水面及其后方主要呈现淤积趋势,两侧呈现冲刷趋势。35 Kv海底电缆线区域附近有一定程度的床面冲刷,需要对该海域进行工程运营后的监测。     

山东海阳海上风电场桩基冲刷计算与选址

针对海上风电桩基受波浪、海流长期冲刷而造成的局部冲刷问题。本文选取海阳海上风电场为研究区,基于实测表层沉积物、长期气象、波浪和潮流数据,通过利用桩基局部冲刷经验公式计算了海阳海上风电场区桩基在不同动力条件、布设方案和环境条件下的冲刷特征,进而分析了桩基选址的考虑因素。结果表明,风电场区为局部弱冲刷区域,在1年一遇波浪情况3个常波浪方向2 m和6 m桩墩直径的条件下,场区桩墩冲刷深度最大值2.23 m,冲刷深度范围0.62～2.25 m。桩柱直径也与冲刷深度呈正相关特征,风机直径为8 m时对区域冲淤环境影响较小。此外,由于风电场区波浪对于海床具有显著影响,应采用考虑风、浪、流较全面的公式计算桩基的冲刷深度,同时在桩墩的布设位置选择时应综合考虑布设区域海床稳定性、风能大小、桩柱的直径、海床土层稳定性等特征要素。     

杭州湾北岸金山咀—龙泉港岸段近岸滩槽冲淤演变分析

以杭州湾北岸金山咀—龙泉港岸段边滩及海床为研究区域,利用1989—2014年实测及海图资料分析岸滩断面地形变化和岸段冲淤变化。结果表明:在该研究时段,岸段存在长期稳定的冲刷深槽;近岸海床的冲淤表现出“波动性”,5 m等深线(2014年)以浅区以淤积为主,5 m等深线以深冲淤更迭,1989年以来总体呈现冲刷态势。长江入海泥沙量变化为该岸段发生侵蚀/淤积的影响因子之一,台风大浪及海床侵蚀/淤积波的移动导致海床冲淤复杂化。     

洋山深水港海域多年来海床冲淤变化及其影响因素分析

海床冲淤变化对港口与航道工程建设非常重要。由于泥沙供给、人类活动和其他等因素的影响，海床冲淤变化非常复杂。洋山深水港是一个新兴的深水港口，是上海国际航运中心重要的组成部分，它的建设引起了各方的广泛关注。目前，洋山水深港一、二、三期港区在潮流运动和定期疏浚下保持着良好的水深。四期港区工程是世界上最大的全自动化深水码头，2017年12月以开港运行。本论文基于大量的地形资料、水文泥沙资料，分析了整个洋山深水港多年来的海床冲淤变化和近期四期工程海域海床冲淤变化。结果显示：1998-2010年整个洋山港区海床冲淤变化表现为较大幅度的冲淤，在洋山主通道内呈现为"南淤北冲"的格局，但是颗珠山汊道一直以来均表现冲刷的趋势；四期港区水域近一些年来也表现为一个冲刷的趋势，多年年均冲刷幅度0.7m左右；讨论了外界泥沙供给、港口工程陆域边界封堵、港池疏浚和由此带来的水流的变化以及泥沙水力特性等因素的对洋山港海域海床冲淤变化的影响，在众多因素中，颗珠山汊道的存在（或保留）对洋山西部水域或四期港区水域冲刷有着积极的作用，它的存在所产生的落潮作用对四期港区的水深维护起到重要的正面影响。     

港珠澳大桥人工岛水下滩槽演变的数值模拟与工程检验

港珠澳大桥地处伶仃洋的湾口水域,东、西人工岛分别位于伶仃洋大濠深槽两侧。人工岛水域水深流急,潮流正面冲击人工岛,易造成人工岛海域水下地形发生大的变化与调整,最终形成以人工岛为中心的局部滩槽新格局。在大桥工程设计阶段,采用伶仃洋二维潮流泥沙数学模型,对人工岛建设后的伶仃洋水沙环境和水下地形冲淤进行了模拟计算。模型预测结果表明,人工岛对伶仃洋水域的水沙环境影响集中在人工岛上、下游各5 km水域内,人工岛呈冲刷趋势,岛体上下游形成以岛为中心的梭状淤积体。人工岛建设10年前后的水下地形冲淤变化结果表明,人工岛建设引起的海床冲淤变化趋势与数学模型预测结果基本一致,此为当初采用的数学模型预测效果提供了良好的佐证。     

上海洋山深水港区12年来海床冲淤变化分析

洋山深水港区海域是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,是以落潮流为主、高含沙量、强潮流的潮汐水道,泥沙运动主要以悬沙为主。通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速为1.0～1.5 m/s,最大流速可达2.0～2.5 m/s,平均含沙量在1.4 kg/m3。对上海洋山深水港区的水文地貌特性、海床冲淤演变以及冲淤变化原因等作了分析。结果认为,伴随着工程建设的进程,陆域边界不断地改变,海床的冲淤演变也随着不断地调整,逐步形成了目前"南淤北冲"的海床冲淤格局。洋山港竣工后三年又步入了稳定的调整期,冲淤变化幅度趋于逐年减小。     

金塘水道冲淤变化分析

利用1935年、1962年、1987年和2004年4个典型年份的水深地形资料,通过建立这些年份金塘水道的数字高程模型,定量计算了不同时段海床平面冲淤和特征等深线位移的变化,并结合实测水文泥沙资料和南北两岸的水利水运工程布局,初步分析了冲淤变化的原因。结果表明,在1935—2004年的69年中,金塘水道的海床平面整体上以轻微冲刷为主,冲刷速率为2.3 em/a,而潮滩则表现为不断淤涨;水道冲淤在不同时段存在一定的差异,呈现由冲刷转向淤积的调整趋势,这种趋势可认为人为因素的作用大于自然环境因素的作用。     

温州南鳌江口海域海床近期冲淤演变分析

温州南部鳌江口海域近年来先后完成了筑坝促淤、围垦吹填、维护航道等一系列影响水流泥沙和地形地貌变化的大型工程。根据2010年实测水文泥沙资料和4幅不同时期(1963,2003,2005,2011年)地形图对比分析了鳌江口海域的地形变化趋势,结果显示鳌江口海域海床冲淤过程大体上经过了3个不同时期,即1963-2003年江南围涂等海区缓慢淤积期;2003-2005年该海域既冲刷又淤积的稳定期;2005-2011年整个水域以轻微冲刷为主的冲刷期。经过分析得知鳌江口海域海床近年来的变化主要是由航道疏浚、围垦吹填及工程促淤引起的,而围填海工程引起动力变化和泥沙减少也对海床冲淤有一定程度的影响。     

填海工程建设前后丹东港海域泥沙冲淤变化特征与成因分析

利用近年来水深地形数据和2010年全潮水文观测资料分析了丹东港海域在填海工程建设前后的冲淤变化特征,并阐述了冲淤变化的成因,以对该类型海域海洋工程的选址和海洋环境保护等提供科学依据。研究结果表明,研究区海底在工程建设前除靠近大东作业区的岬角处冲刷较大外,其他海域整体冲淤厚度小于0.2 m/a。工程建设后海底冲淤格局发生重新分布,主要表现在工程南侧普遍冲刷和东侧航道内及西南侧海域的淤积。利用刘家驹公式计算了工程建设前后的航道回淤强度,计算结果表明:工程后A点年均淤积厚度减小了0.09 m,B、C点年均淤积厚度分别增加了0.02、0.19 m。Mike21数值模拟结果显示,工程建设改变了原来的流场,造成研究区冲刷悬浮的泥沙在潮流的作用下重新搬运与沉积,同时波浪场也因工程的影响下蚀海底的能力增强。     

象山港航道冲淤变化初步分析

利用象山港海湾不同年份的水深地形资料,运用GIS技术采用航道轴线剖面水深地形叠加对比和海床平面冲淤计算相结合的方法,应用以往水文泥沙等资料综合分析象山港航道区域的冲淤变化。结果表明40a来象山港航道区域总体冲淤基本平衡,大致以双德山附近海域为界,以东牛鼻山浅段和西屿山-双德山深段两区段以微淤为主,平均厚度分别为0.08~0.24m和0.51~0.58m,并具有缓慢淤积的趋势;以西的浅段和深段则以微冲为主,平均厚度为0.32~0.62m,并具有轻微冲刷的趋势。     

健跳港上游引水对海床冲淤影响的数值模拟分析

健跳港是一个狭长的淤泥质港汊,针对枯季和洪季健跳港海床不同的冲淤特点,利用一维潮流泥沙模型复演了该港海床的冲淤过程,通过调整挟沙力系数来模拟健跳港枯水期的淤积和洪水期的冲刷这两种不同的海床变化形态,并预测了健跳港上游引水后对该港河床的淤积影响。     

1985年以来黄河三角洲东营港工程变化与海床冲淤演变响应关系

河口三角洲区域地质环境脆弱，对环境变化响应敏感，三角洲港口冲淤演变受工程结构影响较大。黄河三角洲的东营港区域以粉砂质海岸为主，区域内泥沙运移活跃，此类区域港口建设的关键问题在于工程结构导致的海床冲淤变化。通过东营港建港以来实测水深数据构建水下地形数字高程模型(DEM)，并结合水动力数值模拟，探讨了东营港冲淤演变过程和工程影响。结果表明，由于波浪和潮流导致的海底地形变化，东营港近岸海域的冲淤演变形势已从单一侵蚀转变到近岸侵蚀、离岸淤积的新情势；工程结构影响局地潮流流速和流向，口门处出现高速横流，最大流速可达0.7 m/s；高流速导致北防波堤的堤头位置出现直径约1 km的冲刷坑；工程结构的遮蔽区有促淤效应，遮蔽区大小与潮流流向、工程结构-岸线夹角有关，但在波浪、余流的作用下，2007-2015年工程结构遮蔽区依旧存在0.5 m以上的侵蚀。持续的侵蚀作用使海域防波堤和海堤的不稳定性加剧，迫切需要加强检测与防护。     

广东湛江外罗海域水沙环境及岸滩演变

依据不同时期地形资料,对广东湛江外罗海域海床的岸滩冲淤变化进行了分析,并结合水文泥沙资料探讨了冲淤变化原因和发展趋势,结果显示:1多年来整个研究海域地形有冲有淤,总体上冲刷范围大于淤积范围;2从2个时期(40年长期和6年短期)该海域冲刷来看,在自然状态下,经过长期的冲刷和恢复作用,研究海域最大冲刷深度应该在5.0m左右;3强风和台风引起的波浪对海岸和海底侵蚀、堆积影响很大,是地形塑造的主要因素,正常天气下的风浪流起到一个地形恢复的作用,但往往难以恢复到原来的状态,造成一定的冲刷和堆积;4在现有动力泥沙环境没有大的变化的情况下,这种中长期尺度的最大冲刷趋势仍将延续该发展趋势。     

湛江某海上风电桩基局部冲刷特征研究

海上风电场桩基局部冲刷是工程设计与运行阶段的重要参数之一。基于湛江某海上风电场桩基3次现场局部冲刷实测数据,进行冲刷坑最大深度、冲刷坑半径和冲淤变化特征的分析与研究;根据桩基局部冲刷经验公式,采用工程海域实测海洋水文动力学数据进行最大冲刷深度与冲刷半径的计算,并进行公式计算值的对比与分 析。结果表明:桩基础在防冲刷设施的保护下,3次实测最大冲刷深度基本稳定为4.0 m,最大冲刷深度与桩径之比为0.57。而经验公式的最大冲刷深度与桩径之比均超过了1.1,说明桩基防冲刷设施取得了一定的效果,冲刷坑半径的计算值与现场实测值吻合较好。建议海上风电场在运行阶段进一步加强桩基冲刷坑监测与防护。     

海上风机对潮间带地形变化影响的定量遥感监测研究

为科学分析潮间带风电场建设对潮间带滩涂稳定性的影响,文章综述国内外潮间带动态变化分析的研究进展,提出假想沙体表面判别法（HSSD）;从单时相DEM中定量估算海上风机建设引起的潮间带地形变化,分析海上风机建设及运行对近海沙体地形冲淤变化的贡献率和贡献方式;采用增强型水边线法（EWM）构建多时相潮间带DEM,开展潮间带滩涂冲淤变化影响海上风机安全性和稳定性的定量评估。实践应用证明,该方案可用于海上风机对潮间带地形变化影响的定量遥感监测。     

海洋平台桩基周围冲刷过程及冲刷机理分析

对埕岛油田典型平台周边多年的水深地形资料进行分析对比,研究平台桩基周围冲刷过程,探讨桩柱周围形成冲刷坑的冲刷深度、几何形态和分布特征,分析其冲刷机理。结果表明,平台建成初期桩基冲刷剧烈,周围海底形成以平台为中心的盆状地形,经历近1年的时间逐步达到冲淤平衡。冲刷坑形态特征主要由水动力条件控制。     

海南儋州人工岛建设对海床冲淤影响数值模拟(英文)

海南儋州海花岛填海规模较大,工程实施引起洋浦海域水动力环境改变,进而影响海床冲淤演变的变化。本文利用Delft3D数值模式建立了洋浦海域二维嵌套水沙数学模型,在对模型进行了验证基础上,模拟了海花岛实施前后海床冲淤演变和潮流变化。由于洋浦海域含沙量较低,附近沙源少,海花岛实施后附近海域海床淤积幅度较小。由于小铲礁南侧水流动力增加,小铲礁南侧和洋浦航道局部为冲刷。     

龙口湾冲淤特性对人工岛群建设的响应

龙口市拟建的离岸人工岛群可能将引起龙口湾内冲淤特性的变化及岸线的动态调整。运用MIKE21数学模型模拟了人工岛群建设前后海域潮流场和海底冲淤的变化特征,运用CERC公式计算了龙口湾沿岸输沙率的变化状况,并在以上基础上,分析了龙口湾冲淤特性对人工岛群建设的响应。结果表明,人工岛群建成后,其北侧和西南侧海域以淤积为主,西侧海域以冲刷为主;人工水道内部在西南向大风情况下淤积较为严重;界河口两侧沿岸输沙率差别较大,由界河口来沙和沿岸输沙引起的岛陆间水道的淤积速率约为12.5 cm/a。