田横岛、绿岛码头建设对附近水域水动力影响数值研究

利用有限元方法 ,建立了崂山头至古龙咀连线以西海域二维潮流数值计算模式 ,数值模拟了田横岛、绿岛码头建成后对附近水域水动力的影响 ,数值模拟结果表明 :码头建成前后流场分布在离码头区500m以外几乎无变化 ,在码头附近除围海造田减少了部分海域面积外码头周围水域流场有变化 ,其最大量值减少范围500m外流速小于1.73cm/s、余流小于0.44cm/s,而流速方向角变化范围小于8.1°、余流小于12.8°。最大流速发生时刻基本没有变化。     

规则波作用下台阶地形上墩柱绕流三维数值研究

利用Flow-3D建立三维数值波浪水槽,模拟波浪在不对称台阶地形上的传播。系统研究规则波作用下墩柱周围水流的流动特性,分析墩柱周围的瞬时速度场、涡量场以及KC值变化,不同相位时墩柱前、后水平流速分布情况。结果表明:波浪在台阶地形传播的过程中,墩柱迎水面的涡动结构不够明显;高涡量呈对称状聚集在墩柱的背水面,并形成一对旋转方向相反的涡结构;周期对KC值的影响比波高的影响要明显;墩柱迎水面水平方向流速变化较大,侧面水平流速变化最为剧烈,背面由于受到墩柱的掩护作用水平方向流速变化不大,在墩柱的正面和侧面竖向环流明显。     

基于卫星遥感的海洋工程环境监测及影响评价方法初探

为弥补常规海洋环境监测手段在大区域、长时序方面的不足,本文初步探究了用可见光水色遥感监测海水水动力现象的方法。以杭州湾跨海大桥典型工程为例,运用卫星遥感可见光方法,监测海水大面积水色变化,结合数值计算,综合分析大桥对附近海域流场变化的影响。分析结果表明,大桥中间段迎水面和背水面两侧海域的水色存在明显差异,桥墩局部区域的流场发生显著改变,在大桥东西两侧均出现了流速较小区域,大潮时期平均减小0.3 m/s,小潮时期平均减小0.1 m/s;对比大桥建成前后,南段大桥两侧水色发生显著变异,西面的流速减小区最为显著,平均减小0.26 m/s。     

热通量计算方法在开敞海域温排水模拟中的应用——以田湾核电站为例

海气热通量对海气的热量交换具有重要的影响,能够很大程度地影响局部海域的热量扩散情况。在滨海电厂所在海域,由于温排水与环境水域温差引起的斜压效应,将对附近海域温度分布、局部环流结构变化等海洋生态环境造成影响,因此现有的数学模型要考虑海气热通量才能更加准确地模拟温排水造成的温升场。本文在了解田湾核电站温排水特点和附近海域潮流特征的基础上,应用FVCOM数值模式,采用《物理海洋学》中的海表面热通量计算方法,建立了田湾核电站附近海域温排水数值模型,对温排水造成的温升进行了模拟。模式考虑斜压效应,在排水口考虑了温排水的叠加效应,通过与实测资料比对表明:该文建立的田湾核电站温排水模型可以较好地模拟该海域的温度变化和温排水造成的温升变化。     

胶州湾大桥建设前后湾内泥沙冲淤数值模拟

本研究通过对胶州湾大桥建成前后湾内泥沙冲淤情况进行模拟。探讨了典型时刻胶州湾大桥附近海域的海流流速和流向情况。对比胶州湾大桥建成前湾内的流场模拟结果可知,胶州湾大桥的建设对胶州湾内整体的海流流态影响较小。胶州湾大桥的建设对胶州湾水动力的改变主要在桥墩建设附近海域。通过大桥建设前后冲淤数值模拟结果可知,工程前后工程附近冲淤趋势基本一致,只是在大桥桥墩附近出现冲淤变化较大的情况,表现为在桥墩的南北两侧出现较大桥建设前淤积加强区,在桥墩的东西两侧出现冲刷加强区,在通航孔桥墩跨度较大的海域,冲刷强度增大比较明显。     

洋山深水港区码头导流堤工程对附近海域流场的影响

为了研究上海国际航运中心洋山深水港区四期工程导流堤工程对周边海域流场的影响,采用MIKE21里面的HD模块构建杭州湾及长江口海域整体潮流数值模型,分别对导流堤建成前后附近海域流场进行数值模拟,分析导流堤建成后工程附近海域流场特征。研究表明:导流堤建成后,四期码头前沿较大范围的回流区和缓流区基本消失,导流堤和四期码头前沿海流流向基本与码头走向保持一致,流速有所增大,导流堤的建设使码头前沿海流得到很好的改善,起到了归顺潮流的作用,有利于码头前沿水深的维持及船舶靠离港的安全。     

威海海上风电场海流与海冰特征分析

本文对拟建的威海海上风电场周围海域的海流和海冰特征进行了初步分析。在介绍威海海上风能开发利用情况的基础上,采用国际上较为先进的数值模型对威海附近海域的水动力情况进行了数值模拟和分析,并根据实际观测的资料对这一区域的冰情进行了回顾和分析,为海上风电场的建设及风机设计提供了必要依据。     

海上风电场建设与运行对渔业资源群落结构及空间分布的影响研究

作为新能源发展的前沿领域,海上风电发展迅猛,然而大规模发展海上风电给海洋生态环境带来的潜在影响尚不明确。为评估海上风电场建设与运行对相关海域渔业资源的影响,文章于2021年在桂山海上风电场海域开展渔业资源调查,对比分析风电场内外、风电建设区和运行区以及风电场建设前后的渔业资源群落结构、优势种、物种更替率、资源密度和空间分布特征。研究结果表明：7-9月和12月航次分别捕获游泳动物84种、88种、105种和99种,其中鱼类和甲壳类居多,任意2个航次间的物种更替率变化范围为41.0%~93.4%;12月的Shannon-Wiener指数和丰富度指数均最高,7月的Pielou均匀度指数最高;与风电场建设前相比,风电场建设活动在建设阶段短期内改变渔业群落结构和优势种组成,降低渔业群落多样性和资源密度;风电场运行阶段的渔业资源种类数量和资源密度均有所恢复,风电桩基具有一定的人工鱼礁效应。研究结果将为海上风电场建设和运行对渔业资源的长期影响研究提供基础数据和决策指导。     

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。     

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。     

江苏辐射沙洲海上风电场海床稳定分析

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。     

基岩海岸围填海工程后的流场变化

对舟山岑港北侧基岩海岸围填海工程前(2006年)、后(2008年)水文测验资料进行对比分析,得到该工程所在海域潮流场变化的初步结果.用数值试验的方法进行数值模拟,预测围填海工程对周边海域流场的影响,并对流场预测结果的可靠性进行了分析和讨论,结果表明:(1) 利用数值模拟方法对海岸围填海工程后潮流场的预测结果基本上能如实反映实际工程后的潮流场变化情况;(2) 围填海工程对潮流场的影响范围主要集中在围填海堤的前沿,围堤附近的流速减小,在离围堤一定距离的小范围海域,流速增大,随着离围堤距离的增大,围填海工程对潮流场的影响逐渐减弱;(3) 为全面反映工程海域的潮流场状况,应合理布设水文观测点的断面分布,这对模拟工程所在海域的流场将起重要作用.     

往复海流作用下桩基局部冲刷及海底沉积物粒度变化

根据胶州湾海湾大桥现场试桩结果,对海流作用下桩基局部冲刷进行了研究。通过对桩柱附近实测海流以及试桩前后桩柱周边海底沉积物粒度变化联合分析,发现桩柱竖立后,桩柱根部优势流迎流面发生局部冲刷,侧面和背流面发生局部淤积。桩柱附近海底沉积物粗化,且根部优势流迎流面海底沉积物粗化最为明显。说明桩柱竖立后,细颗粒物质迁移,使桩柱附近海底发生冲淤变化。     

海上退役石油平台造礁的流场效应研究

将海上石油平台改建为人工鱼礁是一种理想的退役平台处置方式,流场对人工鱼礁发挥功效起着重要作用,而目前对平台造礁的流场效应仍有待研究。基于埕岛油田退役平台造礁示范工程,构建了渤海埕岛油田海域三维水动力数值模型,在实际海况条件下定量研究不同规模平台造礁对流场影响效应。结果表明：当布设鱼礁山后,在鱼礁山两侧及上方沿水平来流方向均形成流速增大区域,而迎流面和背流面出现了流速减小区域;与无鱼礁山时相比,随着鱼礁山高度增加和来流速度增大,鱼礁山区域流速变化幅度和变化区域面积逐渐增大,且鱼礁山高度对流速影响范围更大,来流速度则决定流速变化幅度;在垂向上会产生明显的上升流与背涡流,随着水平来流速度增大,鱼礁山高度对垂向流场的影响程度逐渐减小。     

东营港海域冲淤特征

东营港附近海岸是典型的粉砂质海岸,其周边海域泥沙运动活跃,岸滩冲淤变化显著。近年来,海岸工程建设对其沉积动力环境造成显著影响。基于东营港海域2007年和2015年实测水深数据,利用水深地形对比、数值模拟和流速对比的方法,探讨了东营港海域冲淤特征及其影响因素。结果表明:研究区整体呈近岸侵蚀、离岸淤积的状态,自飞雁滩向东营港。其冲淤平衡点水深由9m变化至6m;飞雁滩附近海域泥沙易于起动,海底侵蚀增强,侵蚀产生的泥沙有随SE向流运移的趋势;研究区最大波浪破碎水深为6m左右,东营港附近海域冲淤平衡点水深与该水深相对应;海岸工程建设造成局部海域冲淤趋势改变,东营港防波堤堤头周围海域侵蚀强烈,堤坝两侧显著淤积。     

刘公岛海域潮流泥沙数值模拟研究

本文以刘公岛旅游码头扩建工程为例,探索平面二维数值模式MIKE21FM在海洋工程环境影响评价工作中的应用。在MIKE21FM的基础上,建立了刘公岛周围海域潮流场数值模型和泥沙输移数值模型,分析和预测刘公岛旅游码头工程建设前后周边海域的水动力条件和泥沙冲淤状况。数值模拟的潮位、潮流流速和流向与实测资料吻合较好,表明MIKE21FM能精确有效地模拟刘公岛及其周围海域潮流运动过程和特征。对工程建设前后数值模拟结果比较分析,表明工程建成后对周边海域的水动力特征和地形地貌环境影响甚微,为该工程的设计和规划提供技术依据。模拟结果表明,MIKE21FM模式能够模拟实际工程中的复杂流动,可以在海洋工程环境影响评价中推广应用。     

威海张家埠新港建设对附近海域潮流影响预测分析

大规模的海洋工程建设会对周边海域的水动力产生不同程度的改变,基于MIKE21Flow Model FM模型研究了张家埠新港建设对附近海域水动力环境的影响。结果表明:新港建设对潮位的影响很小,仅仅局限在工程附近的有限区域;工程建设对附近海域流场有一定的影响,工程东西两侧海域流速减小、南侧海域流速增大,流速变化在-0.55～0.24m/s之间,流向变化在-10°～50°之间,在距离工程4 000m外影响程度较小。     

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。     

青岛浮山湾数值化海区建立的研究——浮山湾潮流模型的数值计算

应用二维潮流数学模型(在近岸海域采用不规则三角形网格有限差分方法)对青岛浮山湾的潮流场进行了数值模拟计算,并预测了工程建成后海区流场的变化。数值模拟结果表明,帆船比赛基地港池及附近水域计算区域内验证点的模拟流速与原型观测值一致,较好地再现了浮山湾的流场变化情况,为2008年北京奥运青岛帆船赛场的规划和建设提供了科学依据。     

岸线变化对连云港港口海域水交换的影响研究

运用ECOMSED三维数值模型研究了岸线变化对连云港港口海域水交换的影响,得出了港域典型位置水质点的Lagrange轨迹和水体的半交换期。结果表明,岸线变化后,港域流速变小,受南、北防波堤的束水作用,口门附近流速增大,丁坝内侧流速减缓,北防波堤内侧和旗台港区延伸段东南角的局部水域在涨潮过程中形成旋流区。质点追踪结果显示,港域水质点具有向湾顶方向运移的趋势,运移距离总体变小,一个潮周期内港域中部附近水质点已很难运移到口门以外海域。岸线变化前后水交换半周期分别为31.8个潮周期和39.3个潮周期。