龙口湾水动力特征及其对人工岛群建设的响应

基于龙口湾及附近海域的水文实测资料,利用Mike21数学模型模拟了人工岛建设前后的潮流、波浪、纳潮量及水交换率等水动力特征,探讨了人工岛群建设对龙口湾水动力环境的影响。结果表明,人工岛建设显著改变了龙口湾潮流场特征及水体运动路径,湾内受到人工岛的阻挡,流速普遍减小,局部区域潮流运动形式由往复流变为旋转流,流向变化较大,余流形成多个涡旋;湾外由于堤头挑流作用导致局部区域流速增大且余流流速增大,潮流运动形式未发生明显改变。受人工岛的掩蔽作用,人工岛及附近区域的波浪有效波高普遍减小。龙口湾潮位出现北部最大潮差变小、南部最大潮差增大的格局,壅水作用导致人工岛内部水道潮差变化明显。人工岛建设直接占据了龙口湾海域面积,导致其纳潮量明显减小,水交换率呈现南部和北部增大、人工岛北侧以及内部水道减小的特征,人工岛造成的水动力环境的改变是影响水交换率变化的主要原因。人工岛群建设导致龙口湾内的潮流、波浪、纳潮量以及水交换等水动力特征减弱,是引起龙口湾水动力条件变化的根本因素。     

渤海湾南堡海域潮流动力地貌特征

渤海湾南堡海域的潮流动力地貌特征较为复杂.近几年随着冀东南堡油田的开发,在南堡近岸海域兴建了3个较大的人工岛,研究该海域的潮流动力地貌特征将会对该海区的人工岛建设等工程具有重要意义.利用实测的该海区的潮位、海流、侧扫声纳、底质取样等资料,对南堡油田3个人工岛所处海域的潮流地貌特征进行了研究和分析,推测测区内沙坝的运移特...     

波流共同作用下大型离岸人工岛群工程海床冲淤预测

采用波流共同作用下平面二维水沙数学模型,基于三角形网格剖分模式,对位于韩江河口附近海域的汕头市东海岸新城大型离岸人工岛群规划工程做潮流及泥沙数值模拟。研究结果表明:规划的人工岛群"白海豚"身体轴线布置方向与工程海域往复流主流向趋于一致,涨落潮流态平顺,该规划方案实施后对周围海域水动力的影响范围主要集中在人工岛群附近海域,流速有增有减,但变化幅度较小。规划方案实施后海床冲淤变化规律:人工岛群波影区以淤为主,迎浪侧以冲为主,局部区域最大冲深可达2m以上,应注意采取护底措施。由于韩江河口属于强浪区,应关注大浪引起的坡底淘刷。     

曹妃甸浅海人工岛工程海底泥沙冲淤

浅海人工岛建设改变了周边海洋环境动力边界条件,引起周边海域泥沙冲淤变化.对卫星遥感数据和地形测量数据进行了对比分析,结合研究区风浪、潮流、悬浮泥沙分析了海底地形变化原因,研究了周边海域的泥沙冲淤规律,并对淤积和侵蚀的程度进行了量化评价,提出可以对护岛潜堤进行优化设计,此研究对类似浅海人工岛建设具有指导作用.     

人工岛对沙质海岸动力泥沙环境及岸滩冲淤演变的影响研究

基于历史海图、历史时期卫星遥感影像、2019年实测水下地形和潮流、波浪数值模拟成果,研究该海域岸滩的发育演变背景、海床和岸线自然冲淤动态、动力泥沙环境及岸滩冲淤动力机制。采用LITLINE岸线演变数学模型,模拟计算了不同离岸距离和不同平面形态人工岛布置型式对近岸岸线变形的影响,岸滩泥沙动力机制和岸滩演变趋势表明,人工岛实施后近岸最大潮流流速小于近岸泥沙起动流速,不具备起动近岸岸滩泥沙的基本条件; SSE向波浪作用时,人工岛西北侧波高明显减弱,波向西偏; S向波浪作用时,人工岛北侧波高明显减弱; SSW向波浪作用时,人工岛东北侧波高明显减弱,波浪传播方向东偏;波浪场改变后人工岛掩护区东西两侧岸滩附近泥沙分别具有向东和向西运移至人工岛掩护区的趋势,形成掩护区的淤积和东西两侧岸线冲刷。     

厦门港南部附近海域的水动力输运特征

本文采用二维浅水潮流方程,欧拉余流模型和拉格朗日余流模型,并通过数值模拟的方法,研究了厦门港南部附近海域的水动力输运特征。结果表明,该海域的水动力输运条件良好,水交换能力罗强。     

潮流对老虎石海滩养护工程响应的数值预测

为研究老虎石海滩养护工程对老虎石浴场及周围岬湾的水动力环境的影响,利用MIKE 21建立工程区海域二维潮流数学模型,通过实测流速、流向对模型进行验证,将验证后模型参数运用到工程设计方案下潮流场的模拟,比较分析工程前后水动力环境的变化。潮流场比较结果表明,修建潜坝会使得工程及其附近的潮流场发生小幅变化,但对该海域整体的潮流动力环境影响甚微。工程后老虎石海域的潮流动力仍然很弱,对保存海滩上人工养护的泥沙是非常有利的。     

龙口市人工岛周边海域波浪场和水动力场的数值模拟

为了科学的分析离岸人工岛群对周边海岸动力的影响,本文以龙口市人工岛为例,运用MIKE21数值模拟软件建立了龙口离岸人工岛及附近海域的水动力模型和波浪模型,根据波浪的生成、成长和传播原理,针对最有可能形成较大波浪的W、WNW、NW三个方向,采用频率为0.5%(重现期为200a)的高潮位叠加频率为0.5%(重现期为200a)的W、WNW和NW向风作用下的波浪场和水动力场进行数值模拟研究,给出了高潮位条件下人工岛周边不同波向对应的有效波高和最大波高值,以及最大流速和流向数据,可为人工岛群的地坪标高确立和防浪建筑物的布设提供科学依据。     

运用DSAS和SMC分析人工岛建设对岸线变化的影响

海南岛东郊椰林人工岛建设于砂质海岸外,对海岸线变化有非常大的影响。选取5景遥感影像,运用DSAS数字岸线分析系统分析人工岛建设前后岸线变化,同时利用SMC模拟系统分析人工岛建设前后水动力变化情况,用于分析研究泥沙运移趋势。结果表明人工岛建设后,该海岸西段人工岛与陆地之间海域波浪场明显减弱,而沿岸流则由人工岛建设前的自东向西,变为人工岛建设后后两股沿岸流在岛体后方相汇,利于此处泥沙堆积。通过岸线变化分析,人工岛建设之后西段岸线受人工岛的遮蔽由侵蚀转变为淤积,最大淤积速率可达70m/a,形成现在向海凸出沙嘴,最终将演化为连岛沙坝,东段岸线接受不到岛体的庇护则仍表现为侵蚀状态。     

MIKE21模型在海洋工程研究中的应用

介绍了MIKE21数学模型的数学基础和计算方法,将MIKE21应用于山东省龙口湾人工岛群工程开发对海洋环境的影响研究中,并就其中潮流场的模拟过程做出详细说明.通过与研究区多个站位的实测结果对比显示,计算域潮流场预测结果较为合理,表明MIKE21软件对于此类问题有较高的实用价值.将水动力数值模拟全过程设计成软件包,可使其通用性大大加强,是未来水动力数值模拟发展的方向.     

浮山湾帆船赛场水动力条件数值模拟

潮流数值计算是研究海域现状潮流场及预测潮流场分布的一个重要方法.根据帆船比赛的要求,结合青岛浮山湾及邻近海域的地理信息,应用分步杂交方法建立浮山湾变边界潮流数值模型进行模拟计算,分析浮山湾帆船赛场的水动力条件,从潮波、海水流速等方面证明选址的合理性.结果表明,浮山湾及附近海域的水动力和气候务件等均能够满足帆船比赛的要求.     

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。     

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。     

人工岛群分阶段建设对附近水沙环境影响的数值研究

以龙口湾正在兴建的龙口人工岛群和招远人工岛群为例,利用MIKE21软件建立龙口湾人工岛群附近海域水沙数学模型。在模型经过实测资料验证的基础上,设计了两大人工岛群整体建设和间隔期不同的分期建设方案,模拟不同方案对龙口湾潮流变化和海底冲淤演变的影响。结果表明,间隔期为9 a的分期建设方案中人工岛群水道内流速较大,周围海域泥沙运动相对稳定,确定为优选方案。     

基于数值模拟与卫星遥感的填海施工悬浮物监测——以大连海上人工岛机场建设为背景

本文以大连海上人工岛机场建设为背景,采用计算机数值模拟与遥感技术监测填海施工引起的悬浮物扩散状况。根据工程海域的潮流特点,构建了水动力及悬浮物扩散模型,模拟了涨落潮状态下填海施工产生的悬浮物扩散情况;通过采集现场悬浮物浓度,利用我国环境灾害监测预报小卫星(HJ-1A/1B)的遥感数据进行回归分析,建立了悬浮物反演模型,得到施工海域悬浮物分布的反演结果。对比遥感反演与数值模拟结果,显示两者基本吻合,表明本文方法能够揭示填海施工造成的大范围悬浮物的扩散规律,对于制定填海施工的环境保护措施、评价海洋环境影响具有借鉴意义。     

董家口海域水动力环境分析

根据2008年12月董家口港附近海域4个站位的实测海流资料,初步分析了研究海域的潮流场特征,同时采用数值模拟的方法对整个海区的水动力环境进行了分析,对进一步了解该海域的水动力环境具有积极的意义,为董家口港近岸海域的环境保护提供了科学依据.     

港珠澳大桥东人工岛岛隧结合部沉管安放区导流堤掩护效果水动力精细模拟

港珠澳大桥东人工岛所在海域受水下地形和近岸边界影响呈"涨潮NE向、落潮SW向"的往复流特点,东人工岛岛隧结合部沉管基槽水域在岛头挑流作用下涨潮流呈N向流动。根据岛隧结合部区域的水流运动特征,制订了基槽掩护区南北两侧"非对称"型的双导流堤掩护措施。建立基槽局部水域的三维水流数学模型,模拟岛隧结合部水流运动的三维特征,对导流堤实施后的掩护效果进行水动力仿真模拟。研究结果表明:基槽掩护区内流速大幅减弱,E33管节基槽的人工整平段最大流速在0.5 m/s以内,整平船施工段最大流速不超过0.8 m/s,E33管节各区流速均能满足沉管安装的水流条件。为安全起见,E33管节沉放安装时机适合选在潮流动力较弱的小潮期。     

秦皇岛河流-海岸水动力和水质耦合模拟分析

基于MIKE FLOOD建立秦皇岛入海河流及其近岸海域一维、二维耦合河流-海岸水动力和水质模型,研究了秦皇岛海域和入海河流的水动力和污染物分布规律。结果表明:(1)海域潮流为半日潮,其中石河口南北支入海口流速变化过程差别较大,但水位变化过程基本一致;(2)整体上河流入海口化学需氧量(COD)与流速呈正相关关系;(3)COD在近岸海域的扩散方向与涨落潮潮流方向一致,各入海河口海域落潮流期间的COD高于涨潮流。如上结论为赤潮爆发机理和应急处置研究提供科学依据和技术支持。     

胶南东部近岸海域实测海流分析及潮流场数值模拟

基于2005年胶南东部近岸海域的测流资料，分析了该海域的海流、潮流及余流特征，在此基础上，进行了潮流场的数值模拟，展现了M2分潮的潮波系统、潮流椭圆分布、最大流速分布和逐时潮流场。计算结果与实测结果符合良好，较好地反映出该海域M2分潮潮流场时空分布的基本特征。对该海域的水动力状况有了更进一步了解，为胶南近岸海域的环境保护规划的制定提供了科学依据。     

长江口横沙东滩外侧建设人工岛的自然条件分析

利用2001-2008年的海图资料和2011-2012年枯季现场水文调查数据,分析长江口横沙东滩外侧海域的河势、水动力条件及泥沙含量的潮周期过程,讨论在此建设人工岛的自然条件。结果表明,横沙东滩外侧海域,2001-2008年间冲淤有变化,由滩向海的断面显示上部淤积,下部侵蚀,冲淤转换面在-7~-10m之间,-10~-20m海域整体呈现微冲趋势,但侵蚀速率减缓,河势趋于稳定。横沙东滩受北槽深水航道北导堤影响,向东南方向淤进。定点船测潮流表现出旋转流性质,枯季大潮最大流速不超过188cm/s,小潮最大流速小于134cm/s;北港口外的定点余流显示向口内输运,北槽口外则是向海输运。两测站数据显示枯季大小潮垂线平均含沙量处于0.061~0.116kg/m3之间,水体泥沙含量整体处在较低水平。从自然条件上来说,不考虑风浪影响情况,研究区域内河势渐趋稳定,水深条件良好,水动力条件适宜,水体含沙量较低,在该区域内建设人工岛具有可行性。