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。     

新型旋转减冲装置对桩基局部冲刷防护试验研究

为减轻海上风电单桩基础周围局部冲刷对其结构安全的影响,提出了一种新型旋转减冲装置。在波流水槽中开展物理模型试验,改变波流条件、装置安装高度、安装距离,记录桩周冲刷发展历时,运用激光地形仪扫描冲刷坑形态,分析各工况下冲刷坑形态差异,验证装置不同安装距离、安装高度下的冲刷防护效果,提出了不同安装位置下的防护效率公式。结果表明：新型旋转减冲装置具有较好的冲刷防护效果,本试验工况下,桩周最大冲刷深度可减小44%左右。装置安装距离对冲刷防护效果影响较小,波流作用下的冲刷防护效果受装置安装高度影响显著,冲刷防护效果随装置安装高度的增加而减弱。     

黄河三角洲桩西至黄河海港海域冲淤演化特征研究

针对目前胜利油田海堤防护工程有27．7km的临海海堤存在非常严重的安全隐患,根据历史资料分析、数值模拟以及实测资料推算,研究了黄河三角洲地区桩西至黄河海港海域25a,50a一遇波流共同作用下冲淤变化,得出研究区海域冲淤演化特征。为该海岸段海岸防护工程加固方案的设计、施工以及工程的灾害预测,提供了可借鉴的科学依据。     

防波堤建设对海底泥沙冲淤环境影响研究

以烟台八角海域为例,分别采用数值模拟计算与实测值对比两种方式分析评价防波堤建设对海底冲淤变化的影响。研究结果表明,防波堤建设导致研究区海底沉积物由原来的平衡状态转变为"浅水冲深水淤"的态势,冲刷及淤积速率均为0~0.06m/a。除构筑物附近等边界区域外,模型计算结果与实测泥沙运移趋势基本一致。     

套筒对波流作用下桩基局部冲刷防护试验研究

为减轻桩基局部冲刷对近海结构物稳定性造成的影响,采用套筒作为冲刷防护措施。在波流水槽中开展局部冲刷物理模型试验,改变波流条件、套筒相对高度和直径,记录套筒内外冲刷过程及冲刷深度发展历时,利用地形扫描仪测量冲刷后的床面形态,分析各工况下冲刷坑形态的差异,讨论影响套筒冲刷防护效果的主要因素。试验结果表明：套筒结构具有较好的防冲效果,本试验工况下,筒内冲刷深度最高可减小70%,筒内外最大冲刷深度可减小40%左右。套筒高度对筒内冲刷的影响比套筒直径更为显著,筒内最大冲刷深度随套筒高度的增大而减小。套筒直径主要影响筒外冲刷,套筒埋置于初始床面以上时,筒外最大冲刷深度随直径的增大而减小;随着套筒高度逐渐减小,直径对筒外冲刷的影响越来越小。     

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。     

潍坊港中港区3.5万吨级航道工程对海岸冲淤影响

基于水文气象,水深地形等实测资料,运用水动力和泥沙输运数学模型,分析了潍坊港3.5万吨级航道工程对周边海域冲淤环境的影响,预测了淤积趋势。研究结果表明,工程建成后研究区流场变化较小,变化主要集中在口门附近。航道骤淤的淤积厚度最大为0.81m。口门内、外平均淤积厚度分别约为0.26m和0.27m。大风淤积量约为290万m3。口门内、外淤积量分别约为41万m3和249m3。     

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。     

舟山群岛海域波浪对泥沙冲淤过程的影响

本文基于SWEM(Shallow Water Equation Model)三维水沙盐模式,考虑潮汐、径流、风场和波浪影响,在长江口与杭州湾及其邻近海域建立了一个高分辨的三维水沙盐模型。分析了一般天气条件下,舟山群岛海域在潮汐、径流、风场、波浪共同作用下的地形冲淤与悬沙含量分布特征,并对比分析了一般天气条件下与台风天气条件下波浪对泥沙冲淤过程的影响。一般天气条件下,舟山群岛海域东西向水道为冲刷特征,舟山群岛东侧海域以及舟山群岛内部南北向水道为淤积特征。舟山群岛海域暖半年冲刷增强,冷半年淤积增强。海域悬沙含量由西北向东南迅速降低,群岛“虑沙”效果明显。悬沙含量3月份最大,8月份最小。波浪对舟山群岛海域泥沙冲淤过程的总体影响在秋冬季较强,春夏季较弱。一般天气条件下与台风天气条件下,波浪对研究海域泥沙冲淤过程影响显著的区域均为朱家尖东侧海域,且波浪的影响特征均表现为促进淤积和增加悬沙含量。一般天气条件下波浪引起最大淤积约占总淤积量的10%。台风天气条件下波浪引起的淤积量约是同时段一般天气条件下的6倍。     

海阳港东港区建设对砂质海岸冲淤影响

基于水文气象、水深地形、表层沉积物等实测资料,运用水动力和泥沙输运数学模型,分析了海阳港周边海域泥沙运移趋势,预测了海阳港东港区建设后的岸线演变趋势,探讨了工程建设对周边海域冲淤环境的影响。研究结果表明,研究区泥沙运移趋势总体为自西向东;工程建设导致西港区东侧的淤积作用和南侧侵蚀作用减弱,而东港区码头南端和北侧近岸的侵蚀作用和淤积作用增强;东港区后侧岸线以淤进为主,5年后岸线趋于动态平衡状态。     

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。     

Variations of suspended sediment transport caused by changes in shoreline and bathymetry in the Zhujiang (Pearl) River Estuary in the wet season

A wave-current-sediment coupled numerical model is employed to study the responses of suspended sediment transport in the wet season to changes in shoreline and bathymetry in the Zhujiang (Pearl) River Estuary (ZRE) from 1971 to 2012. It is shown that, during the wavy period, the large wave-induced bottom stress enhances sediment resuspension, resulting in an increase in the area of suspended sediment concentration (SSC) greater than 100 mg/L by 183.4%. On one hand, in spring tide, the change in shoreline reduces the area of SSC greater than 100 mg/L by 17.8% in the west shoal (WS) but increases the SSC, owing to the closer sediment source to the offshore and the stronger residual current at the Hengmeng (HEM) and Hongqili (HQL) outlets. The eastward Eulerian transport is enhanced in the WS and west channel (WC), resulting in a higher SSC there. The reclamation of Longxue Island (LXI) increases SSC on its east side and east shoal (ES) but decreases the SSC on its west and south sides. Moreover, in the WC, the estuarine turbidity maximum (ETM) is located near the saltwater wedge and moves southward, which is caused by the southward movement of the maximum longitudinal Eulerian transport. In neap tide, the changes are similar but relatively weaker. On the other hand, in spring tide, the change in bathymetry makes the SSC in the WS increase, and the area of SSC greater than 100 mg/L increases by 11.4% and expands eastward and southward, which is caused by the increases in wave-induced bottom stress and eastward Eulerian transport. On the east side of the WC, the eastward Eulerian transport decreases significantly, resulting in a smaller SSC in the middle shoal (MS). In addition, in the WC, the maximum SSC is reduced, which is caused by the smaller wave-induced bottom stress and a significant increase of 109.88% in southward Eulerian transport. The results in neap tide are similar to those in spring tide but with smaller changes, and the sediment transports northward in the WC owing to the northward Eulerian transport and vertical shear transport. This study may provide some references for marine ecological environment security and coastal management in the ZRE and other estuaries worldwide affected by strong human interventions.     

浪流作用下系泊船舶撞击力和系缆力试验研究

以某25万吨矿石码头工程为例,分别进行了单流、单浪和浪流共同作用下,系泊船舶撞击力和系缆力试验。研究了不同水位、不同船舶载度、不同浪流夹角,单流、单浪和浪流共同作用时对船舶撞击力和系缆力的影响。分析了该码头工程护舷和缆绳的布置情况,为工程设计提供了依据。