浙江省软土地基海塘的防浪特点研究

根据海塘塘前的波浪条件和台灾后海塘损坏程度,迎潮面的抗浪结构采用砼贴面护面板、埋石砼重力墙和异形块体等,塘顶为砼护面。当海塘越浪量在0.05m3 (m·s)以下时,背坡面采用干砌块石,大于此越浪量的海塘,背水面采用浆砌或灌砌保护。以上护面结构的稳定性经水槽模型验证及台灾的考验。     

海塘越浪量风险分析

根据现有规范公式计算的海塘越浪量存在一定程度的风险,它主要来自越浪量计算参数的不确定性。对影响海塘越浪量计算不确定性的3种主要因素进行了分析,在此基础上给出了用M on te C arlo方法进行海塘越浪量风险模拟的步骤。一个实例海塘的计算结果表明:按《浙江省海塘工程技术规定》(1999)公式计算的海塘越浪量存在很大的不确定性,海塘越浪量分布在0.044~0.069 m3/(s.m),大于最大允许海塘越浪量[0.05 m3/(s.m)]的概率为88.93%。因此,对重要海塘的越浪量进行物理模型试验验证是十分必要的。     

江苏省洋口港风暴潮数据分析

主要对江苏如东燃气电厂厂址(如东县长沙港海堤外)所在洋口港进行了风暴潮数据分析及对厂址影响评价。通过对风暴潮影响规律和历史强风暴潮过程灾情分析,仔细研究了相关特征潮位与潮位重现期和波浪爬高计算,确定了厂址区域的警戒潮位。研究认为:现有的堤防工程能够抵御重现期为200a一遇的风暴潮过程的堤防设计标准要求。     

低滩上海提护面结构的稳定性试验

回顾了岱山栲门大坝1974年建成以来的运行情况,通过对该大坝破坏原因的分析以及大坝断面形式试验的研究,探讨了在风浪、涌浪作用下大坝的不同护面结构的稳定性.面对此类水深浪高且周期大的水文条件,大坝宜按允许部分越浪来设计,并采用三面保护以及防止坝脚淘刷的防浪冲刷措施,这对低滩上建筑海堤具有一定的参考意义.     

孤立波低顶海堤越浪的数值模拟研究

灾害性波浪是中国沿海地区最具破坏性的自然灾害之一。采用开源程序OpenFOAM中interFoam求解器,对低顶海堤（在风暴潮和海平面上升情况下所面临的不利工况）的孤立波越浪特性开展数值模拟研究。通过孤立波冲击海堤的基准算例,验证模型在模拟波浪爬升和越浪过程中大变形波面以及剧烈波浪力方面的精度。基于验证的数值模型,对孤立波在低顶海堤上的越浪特征以及防浪墙高度对越浪的影响开展参数化研究。结果表明堤顶超高减小导致更为剧烈的越浪。针对尚无低顶海堤孤立波越浪量经验公式的问题,提出新的适用于堤顶超高小或为0的孤立波越浪量经验公式。此外,研究发现增加防浪墙高度可有效减少越浪,但防浪墙所受的波浪力也增大。综合考虑防浪墙减少越浪以及自身所受波浪力,针对文中研究采用的海堤截面和波浪条件,建议无量纲防浪墙高度取为1.00。     

不规则波越浪率计算的一个新公式

对美国<海岸防护手册>(SPM)中估计不规则波浪下越浪率的计算公式作了分析并对其不足进行了改进,提出利用规则波越浪率来计算不规则波作用下越浪率的一个新的公式.认为当建筑物堤顶高程(从静水面算起)为零时,越浪率不仅与波高有关,波速也是一个重要的影响因素,SPM 法的假定不符合实际的工况,导致 SPM 法不是低估就是高估了越浪率的大小.通过数值模拟,将新改进的公式与 SPM 法、实验数据、以及经验公式作了对比,表明新公式是比较合理的,其计算结果可以作为工程设计的参考依据.     

斜向和多向不规则波在斜坡堤上的平均越浪量的试验研究

通过三维物理模型试验研究了在斜坡堤上斜向和多向不规则波在非破碎条件下的平均越浪量与波浪参数及堤参数的关系.着重考察了波浪以小角度(0°~30°)斜向入射时平均越浪量的变化情况,肯定了多向波的越浪量在这一范围内有所谓“小角度斜向增加”的现象,但否定了单向波也具有这一现象.在考察波浪的方向分布影响时发现波浪斜向入射时多向波的越浪量往往要比单向波的大.比较了已有的相关研究成果,给出了适用于混凝土护面和扭工字块体护面斜坡堤上斜向和多向不规则波的平均越浪量的估算公式.     

斜向和多向不规则波在斜坡堤上的单波越浪量的实验研究

通过三维物理模型实验对斜坡堤上斜向和多向不规则波的单波越浪量进行了研究.实验考察了入射方向为0°~45°的斜向波和方向分布宽度为0°~25°的多向波以及混凝土和扭工字块体两种护面形式.在混凝土护面堤上用Weibull分布函数拟合了单波越浪量的累积频率分布,在影响因素不同的条件下确定了分布函数中的系数和越浪比例,给出了计算单波越浪量的公式,同时对扭工字块体护面堤上大约100个波中最大的单波越浪量进行了估算.     

斜坡堤波浪爬高和越浪数值模拟

基于FLUENT软件,采用k-ε湍流模型和VOF方法追踪自由表面,由连续性方程和动量方程推导出源函数,根据数值水槽各个区段的功能设置,借助其UDF二次开发功能,实现无反射的源造波,在验证水槽两端消波有效性的基础上,数值模拟规则波在不可渗透斜坡堤上的波浪爬高和越浪。通过与物模试验研究成果相对比,表明建立的数值水槽具有高效性和较高精度,可供实际工程参考应用。     

福建沿海浪潮耦合漫堤风险评估:以台风天兔为例

漫堤是天文潮、风暴潮与海浪等物理要素作用于海堤后海水翻越海堤的物理过程。本文利用天文潮-风暴潮-台风浪耦合模式(ADCIRC+SWAN)、基于非结构三角形网格和高分辨率地理数据(海堤位置和高程、岸线和水深等)构建福建沿海精细化漫堤风险等级评估系统。该系统在近岸网格分辨率最高达50m,可精确刻画福建沿海复杂地形。利用模拟的水位与海浪参数,采用波浪爬高公式计算得到各海堤堤前波浪爬高。按照总水位与波浪爬高之和与海堤高程的对比,将漫堤风险分为五个等级。对2013年的超强台风天兔过程进行后报检验。结果显示,该系统计算的漫堤情况与灾后调查的漫堤实况基本一致,结果准确,说明本研究中采用的漫堤风险评估标准和方法是可行的。在此基础上,设计了4种不同的台风强度等级,对福建沿海206条海堤进行了漫堤风险等级评估,探究台风强度对漫堤风险的影响。结果表明:波浪爬高对漫堤风险的影响高于单纯的风暴潮增水;风暴潮增水随台风强度的增强增量较小,对于漫堤的风险影响较小;福建沿海波浪爬高普遍较高,随着台风强度的增强,波浪爬高会显著增加漫堤的风险等级,且应重视台风浪对海堤造成的冲击所导致的溃堤灾害。本研究可为沿海防灾减灾提供...     

Derivation of unified wave overtopping formulas for seawalls with smooth,impermeable surfaces based on selected CLASH datasets

A set of unified formulas for prediction of the mean rate of wave overtopping at coastal structures with smooth, impermeable surfaces have been derived through the analysis of the selected CLASH datasets. The mean wave overtopping rate is expressed as the function of the significant wave height at the structural toe and the relative freeboard. The formulas are applicable for both vertical walls and inclined seawalls with smooth transition between them. The formulas are simple but cover the full range of water depth from the shoreline to deep water. The effects of the toe depth and the seabed slope on wave overtopping rate are duly incorporated in the formulas. Prediction performance of the new formulas is better than the EurOtop formulas for both vertical walls and inclined seawalls.     

基于格子Boltzmann方法的斜坡堤越浪数值模拟研究

准确确定越浪量对于斜坡堤设计有重要意义。利用格子Boltzmann方法(LBM),并采用主动吸收式速度入口造波、出流边界消波、VOF方法追踪自由表面以及静态Smagorinsky模型模拟紊流运动,建立二维数值波浪水槽,对光滑斜坡堤上规则波与不规则波越浪进行数值模拟。模拟结果与试验值及其他数值模型结果比较表明,二维LBM数值波浪水槽具有模拟斜坡堤越浪的能力,但对于破碎较为剧烈的越浪过程模拟,该模型还存在一定的不足,未来可从提高自由表面模型精度等方面进一步改善其性能。     

钱塘江海宁古海塘加固技术研究及其应用

钱塘江海宁明清鱼鳞老海塘是保护浙北和苏沪南缘地区广大平原的大型防洪(潮)工程。修建于明清的古鱼鳞石塘具有雄伟的古朴特色,石塘采用条石纵横交错迭砌,条石间以铁榫相连,高达6m,绵延数十里,在社会经济中的历史地位显著,人称与长城、运河相媲美的三大古代土木工程。保护该古老水利工程使之继续发挥防潮防洪作用,其意义重大。由于建筑年久、工程老化、结构防潮标准偏低,亟需加固。经多方案比较,选择了顺直河段采用抛筑短丁坝、弯曲河段采用打长板桩以及与塘顶土埝后移相结合的总体方案。工程技术先进、经济合理。