海洋工程环保顾问工作制度初探——以港珠澳大桥工程为例

港珠澳大桥工程开创性地引入了环保顾问工作制度,环保顾问通过环境保护措施的制定及落实情况监督、环境保护审核、环境监测与评估、环境保护技术的开发及引进等,在工程海洋生态环境保护与污染物控制等方面进行了有益实践,并取得了较好的生态环境效果,为建设项目特别是海洋工程的环境管理提供借鉴。     

港珠澳大桥岛隧工程施工海域潮汐调和分析与预报

对港珠澳大桥岛隧工程施工海域2013年的潮汐观测资料进行调和分析,发现该海域潮汐特征为不正规半日潮,以M2分潮为主,其次为K1、O1、S2和P1等分潮;利用调和常数做预报时,分潮个数的选择会在一定程度上影响预报精度。结果表明:分潮由5个增加至25个可以明显改进预报效果,再增加几乎没有改进。选用25个分潮建立调和预报模型预报2014—2016年的潮位,同时对2012年的潮位做了回报,并与实测潮位进行对比。检验结果表明预报潮位与实测潮位趋势一致,大小基本吻合,3 a平均的均方根误差为0.16 m,可以作为施工潮位窗口的选择依据。对调和预报误差的进一步分析表明,误差主要来源于径流和风的影响,台风带来的风暴增水可以达到1.33 m。     

港珠澳大桥岛隧工程沉管安装期激流观测与特征分析

在沉管安装船南北两侧分别布置了海流观测设备,通过数据实时传输,获取沉管南北两侧垂直方向上每米和每分钟的海流变化.E31管节沉放对接期间,在沉管周围观测到了明显大于正常流速的激流,这种激流具有突发性、瞬时性、随机性特征.激流的这种随机性使E31管节产生了异常晃动,给沉管施工带来一定风险.对外海深槽沉管沉放对接期间激流的观...     

港珠澳大桥岛桥结合跨箱梁波浪力试验研究

通过三维物理模型系列试验,对港珠澳大桥工程西人工岛、岛桥结合跨进行模拟。试验测量了不同波浪入射角度、波高、波周期以及梁底净高等影响因子下的岛桥结合跨箱梁所受的浮托力和水平力,分析了受力随波陡、相对梁底作用高度以及波浪入射角度的变化规律。研究表明,在一定条件下箱梁浮托力和水平力,随波陡的增大而减小,随梁底相对作用高度的增加而增大,波浪入射方向的影响主要表现为与箱梁沿波浪传播方向的有效长度相关。由于岛桥结合跨的特殊性,改进的Douglass公式并不适用于岛桥结合跨箱梁受力的计算。通过主要影响因子的量纲分析,建立针对岛桥结合跨箱梁浮托力和水平力的计算公式。研究成果可为今后同类工程以及数值模拟提供借鉴与参考。     

港珠澳大桥西人工岛桥结合段波浪演变数值模拟

近年来海洋极端天气频发,港珠澳大桥西人工岛地处外海,与其相连接的桥梁非通航跨的桥面高程较低,容易受到海浪侵袭,威胁到岛桥功能的正常发挥和结构自身安全。针对西人工岛桥结合部周围的复杂地形条件,采用OpenFOAM^®开源程序,分别对S、SSW和SW三个方向的极端波浪进行了数值模拟。通过数值计算结果与物理模型试验测量值的比较验证了的模型的准确性。分析了不同方向入射波的波高和沿岛体斜坡爬高的变化规律。随着波浪入射角的增大,人工岛南侧斜坡的波浪爬高呈逐渐减小,但在岛体西端靠近桥梁的位置处,波浪爬高逐渐增大;同时也反映了越浪和桥面上水风险的大小。研究旨在为实际工程的管理和设计提供参考。     

基于多波束数据的港珠澳大桥隧道基础检测分析

介绍了港珠澳大桥沉管隧道碎石基础结构测量控制内容,针对沉管隧道水下标高测量精度高的特点,通过对多波束测深数据的对比分析,验证了测深数据的精度及可靠性。并基于多波束数据量大、相对精度高的优点,提出特制单波束数据与多波束数据相结合的水下标高点面控制法和深水深槽结构物尺寸图上测量法,实现了沉管隧道碎石基础质量全面控制,并为管节安装快速决策提供依据。     

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。     

港珠澳大桥隧道沉管安装定位及姿态监测技术

重点介绍了针对港珠澳大桥海底沉管对接过程中水下精密定位及姿态监测技术方法,采用了水上RTK定位与水下姿态监测技术相结合,并实时监测测量塔挠度,通过三维坐标转换实现了高精度的对接定位及姿态监测,开发可视化仿真模拟软件,指导沉管水下对接。简要介绍了安装定位过程的实施步骤、关键工序和定位精度分析。     

港珠澳大桥青州航道桥桥墩基础冲刷试验研究

桥墩基础冲刷是桥梁毁坏的重要因素,是桥梁基础设计的关键指标之一。目前国内外对于桥墩基础在复杂动力条件下冲刷深度的研究常采用物理模型试验方法,利用正态系列模型方法,在波流水槽中研究了水流、潮流和波流共同作用下青州航道桥索塔基础周围流态变化和局部冲刷特征。研究结果表明,桥墩最大冲刷深度和冲淤范围与水流流速、桥墩轴线与水流夹角和波浪等因素有关;在潮流最大流速和恒定流流速一致情况下,桥墩局部冲刷深度达到平衡后,将会达到与恒定流基本一致的最大冲深;波流共同作用下的最大冲刷深度比恒定流增加10%左右。设计桥墩形状在100年一遇水流和波浪共同作用下桥墩基础局部最大冲刷深度为13.7 m。     

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。     

试论开辟珠海港及其对经济发展的影响

文章分析列举了开辟珠海港的自然条件。认为珠海港的开辟和建设将是实现广东沿海，尤其是珠江三角洲港口合理布局的关键，是珠海市推进西区城市化、经济全面腾飞的压轴工程。最后，还提出了港口建设和发展中应注意的一些问题。     

粤港澳大湾区港口供应链优化研究

为充分发挥粤港澳大湾区港口的竞争优势,促进港口经济的协调发展,文章基于粤港澳大湾区主要港口的实际情况,构建供应链博弈模型并进行数值仿真,研究相关因素对深圳港和香港港绩效的影响。研究结果表明:随着商品价格和库存成本的提高,货物从深圳港向香港港转移,但转移幅度逐渐趋缓;深圳港在中低端商品的货源收集方面具有明显的竞争优势,而香港港对高端商品的吸引力更强;货运结构逐渐向中高端商品过渡对于提高港口收益具有促进作用,其中深圳港应通过降低商品库存成本而降低经营风险;深中通道和港珠澳大桥通车有效缩短腹地运输时间,对于绝大部分商品价格和库存成本组合都将提高粤港澳大湾区港口的总收益。     

港珠澳大桥水下结构物的多手段探测

介绍了利用侧扫声纳、浅地层剖面仪和磁力仪开展港珠澳大桥水下结构物的探测方法和过程,并将探测的结果与调查收集的资料比较,分析水下结构物的分布情况,不同探测方法得出的结果也可以相互印证。     

珠江口水体的三氮特征

本文据珠江口周年(1987年2月至1988年2月)调查资料,分析了珠江口桂山岛附近海域的三氮变化规律,讨论了三氮之间的相互关系,通量和停留时间以及各种因素对三氮的影响。结果表明:珠江河口水中三氮的时空分布具有夏、冬季含量高,春、秋季含量低,并随向外海方向递减的特点;三氮之间的关系可分别用倒指数方程Y=exp(A+B/X)的数学模式描述;NH_4-N,NO_3-N,NO_2-N的通量和停留时间分别为33.9,401.0,15.8g·atN/s和3.84,3.96,4.41d。     

珠江口纵深的风暴潮和增水特征

本文结合珠江三角洲的自然环境和社会环境并列举典型的风暴潮例证,论述该区域的风暴潮及其灾害的特征,具体分析风暴潮、天文潮和洪水径流造成的综合影响。     

珠江口台风增水对热带气旋参数改变的反响

通过计算，研究热带风暴中心气压下降示度、最大风速半径、热带气旋登陆地点、热带气旋登陆时的入射角、热带气旋移动速度等参数改变条件下，珠江口５个测站风暴潮的变化。结果表明，各站的反响很不一致，在风暴潮预报中对地形的特点、热带气旋移动速度及热带气旋登陆地点等应给予足够的重视。     

珠江口台风增水对热带气旋参数改变的反响

通过计算，研究热带风暴中心气压下降示度、最大风速半径、热带气旋登陆地点，热带气旋登陆时的入射角、热带气旋移动速度度等参数改变条件下，珠江口５个测站风暴潮的变化，结果表明，各站的反响很不一致，在风暴潮预报中对地形的特点、热带气旋移动速度及热带气旋登陆地点等应给予足够的重视。     

夏季珠江口COD的浓度分布及影响因素

在海洋监测的基础上，利用数学模型探讨了珠江口COD的浓度分布规律。研究表明，珠江口的有机物来自八大口门的淡水径流，人类活动、径流、潮流和气候是影响COD浓度分布的主要因素。有机物进入珠江口后，首先在口门和陆源排放口附近形成高浓度区，然后由北向南偏西迁移扩散，西四口门对伶仃洋COD增量的影响很小。夏季珠江口层型水体稳定存在，伶仃洋COD出现表高底低的垂向浓度分层现象。     

基于遥感的珠江口海岸线变迁分析

利用1990年、2000年和2010年三个时相的遥感影像,进行2000年前后两个十年的海岸线变迁情况对比分析。结果表明:2000年前的十年间,珠江口海岸线向海推进,导致面积共增加了16486.63ha,主要受人为因素影响,围海养殖是本时段海岸线变迁的主要因素;2000年后的十年间,珠江口海岸线继续向海推进,但推进速度降低,导致面积增加了9280.15ha,填海造地是这一时段海岸线变迁的主要因素。又根据珠江口的区域特征,以珠江入海八大口门为界,将整个研究区划分为九个岸段进行了详细分析。     

台风影响下广州近岸及珠江口水文气象特征响应

基于海洋自动观测站实测连续的水文气象数据,对1713号台风“天鸽”和1822号台风“山竹”影响期间广州近岸及珠江口水文气象特征进行了分析,并对海洋灾害影响动力因素进行了探讨。研究结果表明：(1)在台风影响期间,各观测站风速由平时的1～4级增至7～8级,风速均在受台风七级风圈影响6～7 h左右达到最大;潮位均超红色警戒潮位,最大增水2～3 m;波高由平时的1～2级增至3～4级;余流受风速影响先降后增,台风登陆当日余流值最低,台风使余流发生转向;海表温度下降1～2℃,海表盐度增大4～12。(2)对台风的响应由快至慢为：风速、余流、波浪、潮位、水温和盐度,波浪比风速晚1 h达到峰值,最高潮位出现在台风登陆1～2 h后,水温和盐度比风速对台风的响应晚5～6 h。(3)对波浪影响较大的因素主要为台风风圈半径、强台风持续时间、台风级别、移动速度等;对风暴增水影响较大的因素为台风强度和风圈半径,天文大潮、上游流量、地形等对潮位抬升也有一定影响,此外,波浪陡增对风暴增水具有较大影响,相关系数达0.7。(4)“山竹”登陆地点较“天鸽”远74 km且非天文大潮期,但引起的灾害较“天鸽”更严重,引起的最大增...