物理模型试验在确定挡沙堤布置中的应用

港口工程建设中经常采用挡沙堤防止工程功能区内产生明显的淤积,挡沙堤的平面布置及高程设计直接决定了其是否满足功能区的淤积要求,通过潮流物理模型试验可以直观地识别出泥沙输移路径及强输沙潮流所对应的瞬时潮位,泥沙输移路径可以决定挡沙堤的平面布置形式,强输沙潮流对应的瞬时潮位可以确定挡沙堤的堤面高程。根据实际工程的潮流、泥沙物理模型试验结果,论述了物理模型试验对挡沙堤布置方案设计的指导意义,试验结果显示,采用了相应的防淤措施使功能区内的淤积量明显减少,该方法对于海岸工程的防淤治淤具有一定的参考价值。     

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。     

粉沙质海岸港区航道减淤工程措施研究

通过对唐山港京唐港区附近海岸演变进行调查和分析,结合唐山港京唐港区建港近二十年的现场观测资料,对港区附近的泥沙运动和港口航道泥沙淤积机理进行分析,对2003年10月强风暴潮期间,港口航道发生严重的泥沙骤於进行了研究,为解决港口航道特别是外航道的泥沙淤积问题,提出粉沙质海岸港区航道挡沙和固沙的工程措施,并通过物理模型对挡沙固沙措施的工程效果进行了模型试验。试验结果表明挡沙和固沙工程方案对航道泥沙减淤效果很明显,其中,挡沙方案目前已应用到唐山港京唐港区二期挡沙堤改造、三期挡沙堤的设计和建设工程中,已发挥其挡沙减淤的作用。     

马迹山港三期工程对附近海域泥沙淤积的影响

应用海洋数值模式（FVCOM）建立马迹山港三期工程海域三维潮流模型,模拟港口建设前后的潮流场,研究工程后周边海域潮流场的变化。同时结合台风“灿鸿”的风场资料,在水动力的基础上添加台风气压场和风场,建立风暴潮数值模型,分析在极端天气下三期工程的建设对周边海域流场的影响。最后结合模型计算结果,根据现场调查资料以及历史试验成果进行工程周边海域泥沙回淤以及风暴潮骤淤的计算分析。结果表明：工程后流场的变化主要集中在工程区和附近海域,变化幅度约在0.3m/s~0.4m/s之间,对工程区以外大范围海域影响较小。工程后码头水流条件得到较好的改善,水流与码头走向趋于平行。工程周边海域泥沙回淤量较小,不会对船舶航行安全造成影响,另据骤淤计算结果分析,马迹山港周边海域在台风期间的短期淤强较小,两天的淤积量不超过5cm,不具备骤淤的可能性。     

乐清湾港区“浅水深用”开发方案的可行性分析

从建港条件、港池正常回淤和港池骤淤等方面,综合分析了乐清湾港区采取"浅水深用"开发方案的技术可行性。研究表明,乐清湾港区采取"浅水深用"开发建设是可行的,乐清湾港池骤淤可能性不大。对乐清湾港区"浅水深用"开发方案的几个关键技术问题进行了探讨:一是码头前沿线的确定,这不仅直接关系到码头投资和营运成本,还对今后乐清湾其它工程产生较大的影响。运用全寿命周期成本理念,通过对建设投资、疏浚方量、维护成本、营运成本等方面的比较与分析以及对码头前沿线位置进行模型试验研究和多方案比选后认为,码头前沿线采用400 m栈桥方案是最为经济合理的。二是港池大开挖技术方式合理确定。为减少港池回淤,开挖方式应采取非坑槽开挖,港池与深槽连通,南、北码头区港池疏浚连通。三是港池疏浚土资源综合利用。在港池开挖和维护中,要贯彻循环经济理念,加强对港池疏浚废土的综合利用。结合港区围垦陆域工程的实施、港池疏浚吹填和软基处理,对港池疏浚泥进行资源化利用,既解决沿海大量废弃疏浚泥的处理问题,又可避免疏浚泥对环境的污染。四是港池维护措施的制定。乐清湾港区港池开挖后,港池的骤淤量虽不大,但港池开挖后采取维护措施是必要的,应考虑经济合理的备淤深度,以减少开挖方量和维护量。五是固滩护滩措施的制定。考虑到双屿港开闸泄水对港区回淤的影响,对双屿港南侧滩地采取必要的固滩护滩措施,遏制或减少双屿港开闸泄水对滩地泥沙的掀动作用。六是应结合乐清湾港池疏浚与吹填工程,加强现场监测,进一步验证前期科研成果的准确性和可靠性。监测资料分析表明,前期科研成果的准确性和可靠性是有保证的。     

射阳闸闸下感潮河段电厂码头和取水工程淤积研究

以射阳港电厂三期扩建码头和取水口工程为例,建立射阳闸至河口段物理模型进行水流泥沙试验。试验研究表明,丁坝群并辅以开挖槽方案实施后,电厂河段减淤效果较好,三期取水口前沿河床平均高程从-4.41 m降低到-4.76 m,煤码头前沿港池的平均高程从-3.77 m降低到-4.49 m左右,能满足设计部门的要求。     

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。     

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。     

石岛新港港池回淤变化分析

通过不同时期的水深对比对石岛新港港池的回淤进行了研究,对比分析了研究区港池回淤2a的变化,进行了港池开挖区海底地形变化分析,定量评价了淤积幅度,分析了影响淤积变化的主要因素和淤积变化规律,提出开挖负地形、岸线码头建设、较强台风浪是导致淤积加快的主要原因,为港池维护和设计提供依据。     

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。     

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。     

日照港煤码头浚深工程回淤分析

采用水动力学三维数学模型对日照港煤码头水域的水动力因素进行了计算,并在此基础上对煤码头浚深工程实施后港池和航道回淤进行了计算分析.计算结果与实测结果比较表明:文中模型较好地重演日照港煤码头水域潮流场,对于港池与航道的回淤分析合理可靠.     

半封闭港池取水前后泥沙回淤预测研究

运用泥沙冲淤的二维数值模拟和半理论半经验公式,分别计算取水前后半封闭港池泥沙回淤分布和回淤量的变化。数值模拟计算得出取水前港池泥沙回淤分布较均匀,取水后港池各部区域随其水流流态而有不同的回淤率;经验公式计算表明取水后港池回淤率增加6 mm/a,取水回淤贡献率为14%。     

长江口12.5米深水航道南坝田挡沙堤加高工程总平面方案研究

长江口12.5米深水航道2010年贯通后,发挥了巨大社会经济效益,同时航道回淤量大、维护压力大、维护费用高的问题突出。本研究基于北槽四边界水沙通量观测成果,分析提出了北槽航道回淤泥沙来源;针对回淤原因,在已建减淤工程经验总结的基础上,提出了本次减淤的研究思路,优化了减淤工程方案的比选指标体系;采用三维潮流泥沙数模、清水动床物模、经济技术综合分析等手段,通过"加高范围"、"加高高程"及"加高位置"比选,研究推荐了减淤工程方案。利用实测回淤量分析了工程减淤效果。研究结果表明,南导堤越沙是洪季北槽的重要泥沙来源,对北槽高浓度含沙量场有一定贡献。提出了可通过加高北槽南侧的导堤,实现减少通过南导堤越堤进入北槽的泥沙量,从而减小北槽含沙量水平,同时改善北槽下段流态,降低水沙横向输移,进而降低航道回淤的减淤思路。研究推荐的长江口12.5米深水航道减淤工程为南坝田挡沙堤加高工程及先期工程方案。先期工程位于S4～S9丁坝坝田,在现有南坝田挡沙堤的基础上加高S4～S8区段,并延长至S9丁坝,工程全长约23.8 km,高程+3.5 m。工程于2015年11月开工建设,2016年7月主体工程完工,工程减淤效果显著,2016—2018年年均减淤量约954×105m3/a,近三年已节省航道维护疏浚费用约5亿元。     

南海深水天然气码头工程潮流泥沙数模试验研究

在现场实测资料分析的基础上,建立了二维水沙模型.对工程海域实施前后潮流场情况,港池航道年回淤情况以及台风骤淤情况进行了模拟计算,并对工程的3个方案进行了分析说明,从潮流泥沙角度为本工程设计提供相关依据.     

上海洋山深水港区海域海床演变分析

根据洋山深水港区近期(2004—2013年)的水文泥沙、水深现场观测资料,较深入地分析了洋山港区海域海床冲淤变化情况,阐明了海床的冲淤变化原因,为后续工程规划设计提供基本依据。主要结论如下:洋山深水港区海域海床总体上保持了稳定状态,西北端颗珠山汊道的泄流出沙,对维持洋山深水港区前沿水域的安全起到决定性的作用;洋山港海域的泥沙运动及海床变化是与其水流动力条件相适应的,一、二、三期工程码头的建设、小洋山北岛链的封堵和四期码头岸线工程的建设是导致通道北侧冲刷,通道南侧淤积的主要原因。     

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。     

围海工程对邻近港区泥沙回淤的影响研究—以漳州港招商局中银码头区为例

针对港区附近围海造地造成的港区泥沙回淤量增大问题，以漳州港招商局中银码头区为例，全面分析了漳州港海域的地形地貌、水动力特征、泥沙特性和岸滩自然演变。根据工程建设前后地形变化，结合岸线回填量和九龙江输沙资料，分析了围海造地对岸滩演变及港区码头回淤的影响。研究表明，围海工程实施后，邻近港区的泥沙回淤由自然回淤、滩地抬高和回填引起的浑水回淤三部分组成。当围海工程结束，新岸滩调整达平衡后，泊位及港池的回淤将逐渐降至正常自然回淤强度。     

上海洋山港区定床泥沙模型试验研究

通过定床泥沙模型试验,研究洋山港区总体规划两种方案和一期工程三种方案的工程实施后港池泥沙淤积情况,以及外航道浚深段年平均淤积强度和维护挖泥数量.     

莱州湾东部外航道回淤预测及影响因素

为探讨外航道回淤特征,采用二维波浪潮流泥沙数学模型,模拟研究了莱州湾东部航道回淤情况并探讨了其影响因素,以期对航道泥沙输运研究提供借鉴。研究表明,正常天气下,水流跨越航道,流速减小、挟沙能力下降导致的悬沙落淤是航道淤积的主要原因,但淤积量有限。大风浪是造成航道淤积的主要动力因素,其淤积泥沙主要来源于海底侵蚀来沙,河流来沙和沿岸输沙对航道淤积的贡献不大。从水深地形、泥沙来源、底质类型、水文动力条件等方面分析,航道发生骤淤的可能性较小。