日照港深水航道泥沙运移及航道选址研究

使用SP2100波潮仪和ADCP海流计等多种先进仪器在台风季节进行了波浪、海流和潮汐观测,在取得大量现场观测子料基础上,结合长期的岸站资料对该海域的水文特征及水动力特征进行了系统综合分析。通过2002年对日照港深水航道海域含沙量和水深测量等成果,进行断面输沙、航道冲淤量及航道海域泥沙数值模拟等方面的计算,并采用POM模式。选择了几种有代表性的风浪情况,分别对港口附近海域进行了“波浪掀沙、潮流输沙和海底演变”的数值模拟。通过上述方法,对1998年12月竣工的-11m水深的航道的淤积状况进行了探讨,并推荐方案1为深水航道的首选方案,方案5居次。     

珠江口伶仃洋航道的回淤分析

通过实测资料的统计分析，结合珠江口伶仃洋的动力地貌条件，对该航道的泥沙回淤特征进行了多方面的论证，得出回淤主要发生在航道开挖段北部，洪季淤积占全年2／3以及航道增深后回淤并未成比例增加等研究结果，指出了该航道进一步开发的前景。     

准三维位相分解的水动力及泥沙输运模型

本文将一个基于扩展到破波带的Boussi nesq方程的二维位相分解波浪变形模块与一个波浪挟沙输运模块相结合来计算二维输沙率 ,建立了两个水动力模块来计算流及湍粘性的垂向变化 ,以及波浪悬沙浓度和悬沙输沙率。在几种情况下对该模型进行了验证 ,并做了精度分析。Elfrink等 (1 996)给出了三维模型的描述 ,即一个无界海滩位相平均的波浪模块和一个波浪挟沙输运模块的合成。需要一个波浪理论来计算波要素。Rakha等 (1 997)所描述的模型则代表一个可位相分解的海岸剖面模型 ,即由一个一维 (1D)Boussinesq模块和一个垂向一维(1DV)波浪水动力及…     

防城港拦门沙航道的泥沙来源及冲淤规律的研究

防城港位于广西壮族自治区的南部,北部弯的顶部,它是我国南方新建的万旽级重要港口。该港在开发过程中遇到的关键问题之一是外航道有拦门沙,水深只有3.2m,拦门沙开挖以后是否会出现泥沙淤积影响正常通航，对此必须作出科学预测。中国科学院海洋研究所受交通部委托,与交通部广州航道局和广西交通局勘察设计院等单位协作,于1974年至1978年进行了系统的调查研究,并先后提出了《踏勘报告》和《调査研究报告》。根据我们对地质地貌的历史演变、泥沙来源及泥沙运动规律的研究，推测拦门沙开挖后泥沙洄淤量不大,开发前景良好,为该港的建设提供了科学依据。经过将近三年的实践检验,结论基本上符合事实。本文即是在上述报告的基础上撰写的。     

基于神经网络的长江口深水航道海域悬浮泥沙浓度研究

航道治理和维护的核心问题为泥沙问题。在充分分析遥感和遥测数据的基础上,利用BP神经网络方法对长江口深水航道海域悬浮泥沙浓度进行了研究。当隐含层神经元个数为8时,预测效果最好,网络的RMSE仅为0.102,网络的拟合度达到0.899。预测的最大相对误差为28%,最小相对误差为6%,总的相对误差为21.5%。     

矾石浅滩抛泥区泥沙的运动规律及其对航道回淤影响的研究

１９９２年１０月在“珠江口航整治规划”研究中应用中子活化示踪沙技术对矾石浅滩抛泥区泥沙的运动规律及其对航道的回淤影响进行了现场测试，就该抛泥区的合理性进行了分析。该抛泥区所抛泥沙主要沿矾石浅滩南移沉积，另有一部分西行进入伶仃航道，为减少航道的淤积，该抛泥区应适当向东迁移。     

董家口海域水动力环境分析

根据2008年12月董家口港附近海域4个站位的实测海流资料,初步分析了研究海域的潮流场特征,同时采用数值模拟的方法对整个海区的水动力环境进行了分析,对进一步了解该海域的水动力环境具有积极的意义,为董家口港近岸海域的环境保护提供了科学依据.     

黄骅港抛泥区泥沙运移及对航道淤积的影响

利用粒子追踪、中子活化示踪砂技术以及赵冲久和Yalin等相关公式对黄骅港抛泥区泥沙运移规律进行了研究,并在此基础上分析了抛泥区对黄骅港航道淤积的影响。结果表明,在正常天气下,抛泥区的泥沙运移主要受潮流控制;在大风条件下,泥沙运移则受到波浪、潮流、风生流等多种因素的影响;抛泥区泥沙几乎不会对航道淤积产生直接影响,其对航道淤积的影响是间接和有限的。     

强潮河口围海工程对水动力环境的影响

针对强潮河口边界地形复杂、岛屿众多、悬沙分布在口门以上、河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点,给出了贴体正交曲线坐标系下非均匀悬沙、底沙数学模型的基本方程、初始条件、边界条件及动边界处理技术,对计算中经常遇到的几个关键问题提出了解决方法。计算的18个潮位站潮位过程与原型吻合良好,8个断面的46条垂线同步流速、流向过程计算值与实测值吻合较好。在此基础上,探讨了多连通域复杂边界条件下非均匀不平衡悬沙与底沙的长时期的底床变形模拟问题。以瓯江口温州浅滩围海工程为例,应用二维潮流泥沙数学模型,研究了强潮河口围海工程对水动力环境的影响问题,包括该工程引起的潮量变化、各水道流速变化及长时期的底床变形。     

长江近口段水动力特征对来水变异的响应

三峡水库的调蓄作用使长江中下游的径流动力发生异变,并诱使长江近口段的潮汐动力发生变化。本文基于长江近口段近20 a的流量和潮位资料,运用水文学、统计学和调和分析的方法研究长江近口段的水动力特征对三峡水库调蓄作用产生的来水变异的响应。研究结果表明:三峡水库的调蓄作用使长江近口段的径流动力发生变化,泄水期1—3月多年月平均流量增幅达20%以上;蓄水期9—11月多年月平均流量减少,10月的多年平均流量减少8 488 m³/s。长江近口段径流动力的变化使潮汐动力发生相应调整,大通-江阴段保证率为10%～70%的高、低潮位显著下降,而保证率为80%～100%的高、低潮位则小幅上升。泄水期1—3月平均潮差和M₂分潮振幅减小,近口段的潮汐动力减弱;蓄水期9—11月平均潮差和M₂分潮振幅增加,尤其是10月份潮差增加最为显著,近口段潮汐作用显著增强。     

小清河河口航道治理方案研究

小清河河口航道治理是当地港口发展的必要条件。通过分析小清河河口治理的理论与实践研究成果,研究了小清河河口航道治理的措施和主要方案。研究表明,小清河河口航道治理必须采用整治与疏浚相结合的办法;整治防沙堤宜采用双导堤;航道轴线采用北槽与南槽方案技术差别不大,应结合环保、海域使用等非航运条件综合确定轴线方案。     

盐场高度分层下的三维斜压数值模拟

采用基于Backhaus的三维斜压模式计算珠江口水动力特性。改进了原模式的盐度差分格式和方程，采用二阶精度差分格式并引入了物理扩散项。改进后盐度差分方程较好地反映珠江口盐度成层现象。本文给出了两个点的水位数值模拟与实测值的对比，给出了包含8个口门珠江口的计算潮流场及盐场，讨论了盐度高度成层条件下珠江河口水动力特性。     

同轴双浮子波能装置水动力特性研究

本文对同轴双浮子波能发电装置进行了深入研究。采用Fortran语言对AQWA进行二次开发,并施以线性及非线性PTO反力,实现了装置的运动模拟,获得了双浮子装置的水动力特性及捕能情况。研究表明,波浪周期及内外浮子质量对装置获能影响显著,建议选用质量比为0.8的双浮子装置,并将其放置于周期与外浮子固有周期接近的海域中以实现最优捕能。     

灌河河口河道冲淤演变及航道自然条件分析

通过对近20 a实测水文地形资料的深入分析,得到了灌河干流河道及出口水道的冲淤演变规律:干流河道在盐东控制闸建闸前,以响水为界上段冲刷下段淤积,建闸后,从多年平均来看上段明显淤积下段冲刷;近10 a来,陈家港以下的干流河道弯道凹岸处均为深槽逼岸的冲刷区,且处在持续稳定冲刷状态;自20世纪80年代以来,灌河口外岸滩冲刷强度减弱,近10 a来,河口外冲淤近于平衡状态。这些研究为灌河口码头、航道等工程建设提供科学依据。     

Study on Hydrodynamic Characteristics of Pipelines in Open Trenches

Based on hydrodynamic model tests,the relationship between relative hydrodynamic coefficientand cycle coefficient K_c is obtained by introducing the relative trench shape coefficient α_r;there is a goodrelation for the shallow trench.According to α_r of the designed trench shape and pre-chosen K_c,the reduc-tion coefficient and sheltering effect can be decided by the result provided in this paper.     

长江口北槽一期工程后滩槽沉积物分布特征及其影响因素

根据2000年7月和2001年5—6月份长江口北槽航道及两侧滩地进行的沉积物采样分析结果,对长江口深水航道一期工程实施后的滩槽泥沙交换情况以及在自然与工程双重影响下的沉积物分布情况进行了较为详细的讨论。长江口深水航道工程的实施,影响了长江口尤其是北槽及两侧滩地的水沙条件和沉积物分布。强劲的径流和潮流作用和风浪作用造成航槽及两侧滩地的冲淤转换及沉积物分布的变化;深水航道治理工程的实施使工程段内航槽泥沙粒径粗化,两侧滩地和工程段下游泥沙中值粒径变细,这反映了在工程实施后滩槽泥沙交换的变化。     

闽江河口地区河道演变及其影响因素分析

比之传统的调查方法,利用遥惑技术进行岸线解译具有范围大、多时段、省时、省力以及快速等优点。根据多时相TM遥惑数据,对闽江河口地区岸线进行解译,结合20世纪60年代地形图和2001年海图,分析了河口地区河道演变情况．对河流岸线和浅滩变化进行对比分析,发现闽江口南部水道多呈淤积状态,北边水道则为弱侵蚀型岸线;南部水下浅滩有新发育,原有的浅滩面积有很大的扩展,北边水道变化较小;文章最后对河道演变的影响因素进行了初步的探讨。     

波浪发电装置浮筒的水动力特性及参数研究

针对我国波浪发电的发展现状,介绍了“海蛇”波浪发电装置的发电原理,并应用OrcaFlex 软件建立了装置的水动力数值模型,研究了“海蛇”装置浮筒的水动力特性.根据“海蛇”装置的结构特点,通过对活塞运动的时程曲线进行傅里叶变换,给出此装置一级转化总势能计算的简易方法.另外,通过改变浮筒的直径和长度,以装置的效率/体积比作为衡量系统经济性的指标,研究浮筒几何参数对装置一级能量转化效率的影响.结果表明,装置一级能量转化效率随浮筒长度和直径增加而变大,进一步分析表明,适当增加浮筒长度比增大直径更具经济效益.装置的效率/体积比随着浮筒直径增加存在先增加后减少的拐点,这可以为“海蛇”的初始设计提供一定的理论依据.     

长江口南港航道沙波群研究

本文利用Innerspace449热敏式双频测深仪和GPS(全球定位系统)在长江口南港和南北槽主航道走航观测结果,确认南港(吴淞口以下)上段航道在洪季正常风况下存在尺度较大的沙波群,并对沙波的几何特征、形成条件、迁移速率以及台风后的变化做了初步分析.结果表明:(1)在统计的652个沙波中,平均和最大波长分别为21m和105m.平均和最大波高分别为0.8m和2.7m,波高和波长间具有明显的正相关关系;沙波中72%为单一沙波,复合沙波的波长和沙波指数较大;单一沙波最大、最小和平均沙波指数分别为36.5、11.2和21.8(复合沙波最大可达69.3);随着沙波度的增大,沙波指数呈增大趋势;绝大多数沙波(波高＜1m)是对称或近于对称的,但波高＞1m的沙波通常向海倾斜.(2)沙波沉积物为分选好的细沙,Φ50为2.70.(3)沙波现场水流费劳德数Fr小于0.2,与某些理论相符而与某些水槽实验结果相冲突.(4)大潮和寻常潮一个涨(落)潮过程沙波来回迁移的距离约为1～5m;小潮期间沙波的迁移距离接近0;落潮迁移距离总是大于涨潮.(5)台风后沙波有被掩埋的迹象.结果包括:①沙质床底是形成沙波的重要基础.南北槽虽具有沙波形成的动力条件,但因最大浑浊带发育而造成淤泥质床底,故沙波不发育.②潮汐河口双向流环境下沙波的对称性较好,频繁的水动力变化使沙波的消长和迁移过程更加复杂,但沙波的基本特征和形成条件与单向流河流环境相似.     

Influence of Spur Dike on Hydrodynamic Exchange Between Channel and Shoal of Generalization Estuary in Physical Model Test

Widely applied in maintaining estuarial waterway depth, the spur dike has played an important role in currents and sediment exchange between channel and shoal and sediment back-silting in the channel. Through establishing a generalized physical model at a bifurcated estuary and conducting current tests under the joint action of runoff and tide, the influence of the spur dike length on current exchange between channel and shoal is analyzed. Results show that when the spur dike length reaches a certain value, the direction of the flow velocity shear front between the channel and shoal will change. The longer the spur dike, the larger the transverse fluctuating velocity at the peak of flood in the channel shoal exchange area, while the transport of the transverse hydrodynamics is obvious in the process of flood. There is an optimum length of spur dike when the shear stress in the channel and the longitudinal velocity in flood and ebb reach the maximum, and the flow velocity will decrease when the spur dike length is smaller or larger than the optimum. For a certain length of spur dike, the larger the channel shoal elevation difference, the larger the peak longitudinal flow velocity in the middle of the navigation channel in flood and ebb. However, the transverse flow velocity will first decrease and then increase. The transverse transportation is obvious when the channel shoal elevation difference increases.