杭州湾跨海大桥河工模型设计与验证

根据平面二维非恒定流运动方程和连续方程推导出模型相似比尺,从而进行模型设计。模型上边界选在老盐仓,下边界定在金山,模拟总水域面积约2200km2;模型先按1998年实测的准1∶50000水下地形制作,并利用1998年大范围水文资料作初步验证,再运用2000年9月杭州湾实测水下地形及大范围同步水文测验资料对模型进行正式验证。验证结果表明,模型沿程潮位、模型测点流速、流向等均与水文测验资料吻合良好,达到了较高的验证精度,为杭州湾跨海大桥建成后对周围水域变化情况的预测和桥轴线与桥孔布设合理性论证奠定了坚实的基础。     

钱塘江河口围涂对杭州湾风暴潮影响数值模拟

应用二维水动力模式Mike21对钱塘江河口治江围涂对杭州湾风暴潮的影响进行了数值模拟。首先采用概化地形做了围涂对风暴潮影响的主要因素分析,然后采用实际地形计算极端工况和百年一遇工况条件下已有围涂前后风暴潮的变化,最后对今后规划围涂所造成的影响进行了预测。结果表明,围涂引起的平面边界改变是影响杭州湾风暴潮的主要因素,围涂引起的地形抬升的影响是次要因素;已有围涂使杭州湾极端风暴高潮位抬升1.85~0.09 m,抬升幅度由湾顶向湾口递减;规划围涂后,杭州湾风暴高潮位总体抬升,抬升值最大的湾中部为0.25 m。     

基于FVCOM模式钱塘江河口涌潮三维数值模拟研究

应用FVCOM模型进行钱塘江涌潮的二维和三维数值模拟,并使用2007年10月大潮期间的现场观测结果进行模型验证。结果表明,平面二维模拟结果与实测值吻合较好,与基于Godunov算法求解钱塘江涌潮二维特征的结果基本一致。三维计算结果再现了流速在垂向上的差异,以及在落潮转向涨潮时刻,涨潮先从底部开始,垂向上从底层向表层逐步从落潮流转为涨潮流。敏感性分析显示模型网格大小和曼宁系数的选取对模拟结果有较大的影响。     

杭州湾跨海大桥非通航孔桥跨比选方案的模型试验

利用水平比尺与铅直比尺均为100的正态断面模型,研究了杭州湾跨海大桥非通航孔两个桥跨的桥墩对水流的影响。方案一为50m跨径的桥墩方案,在模型中布置了7跨6个桥墩;方案二为70m跨径的桥墩方案,在模型中布置了5跨4个桥墩。在桥位附近的不同距离处还布设了5条断面16个流速测点和4个水位测站,以反映不同桥墩对周围环境的影响,结果表明,两个方案的流速变化率均在9%以内,水位壅高值在0.17m以内。相对而言,方案一对水流影响稍大,但两方案的流速变化率最大差异仅为1.6%,水位变化最大差异为0.03m,与杭州湾跨海大桥整体模型的试验结果基本一致。由于两个方案对水流的影响均在同一量级,且50m跨径的桥墩可以节省巨额投资,又便于施工,因此,建议杭州湾跨海大桥的非通航孔采用50m跨径。     

钱塘江与杭州湾河海界线的划分

针对钱塘江与杭州湾河海分界线存在的争议,以国家业已颁布的有关法律法规和自然、社会因素为依据,参考国际上海陆分界线划分的原则和方法,并结合钱塘江口的类型与特点,经过客观分析和综合评价,认为历史上已经被确认的澉浦-西三连线作为钱塘江与杭州湾的河海分界线,既符合河海划界的基本原则,又有充分的科学依据,应予以采纳.     

RTK技术在杭州湾跨海大桥桥位地形测绘中的应用

介绍了RTK技术在杭州湾跨海大桥桥位地形测绘中的应用,并对其定位结果进行了精度比较与分析,结果表明:RTK定位测量的点位精度可达厘米级,各点位之间不存在误差积累,与全站仪等测量手段取得的结果符合得较好,可以用来代替二三级导线控制测量和等外水准等测量方法;流动站与基准站的距离在10km范围以内时,应用RTK技术对近岸水下地形进行测量具有方便、快捷、精度高等特点,但当此距离超过10km时,其精度则难以保证。杭州湾跨海大桥施工时应用RTK技术进行定位、高程测量,可提高工作效率和成果的质量。     

杭州湾跨海大桥南航道通航孔通航净空尺度

在杭州湾交通通道预可行性研究阶段的《通航标准论证报告》及杭州湾交通通道有关专题研究成果的基础上,依据浙江省交通厅文件的精神,结合杭州湾的水文、河势、港口、航道等基本状况、条件以及通航船舶现状与未来对通航发展的要求等,确定了杭州湾跨海大桥南航道的通航净空尺度和桥位航道中心线及通航孔的位置。在杭州湾南航道中心线设了3个通航孔,其中1个为主通航孔,2个为副通航孔。主通航孔可通行总长为97m,宽为14m的3000t级杂货船,净空高度不于31m,净空宽度不小于125m,单向通航;副通航孔可通行总长小于33m,宽为7.2m的小型船舶,净空高度不小于20m,净空宽度不小于50m,单向通航。最高通航水位为5.19m。     

钱塘江河口护塘丁坝坝头异型块体的防冲特性

通过对钱塘江河口坝头异型块体防冲事件的调查分析 ,结合利用室内模型试验的结果 ,得出了异型块体对现场丁坝坝头防护的成败原因。根据试验成果及理论分析 ,提出了改善坝头异型块体防冲效果的方法     

杭州湾跨海大桥桥位地形测绘中的潮位改正

在杭州湾跨海大桥桥位地形测绘中,采用三角分带解析法进行潮位改正计算,结果表明:合理布设潮位站、合理安排测量时间,可以提高地形测量精度,正确地进行潮位计算。一般应在高平潮前后3h时间内施测,可保证浅滩不出现测量空白区。地形测绘过程中还应布设不少于主测线数量的5%的检查线,以检查其测量精度。在所测的河口湾两岸潮位明显不等时,采用三角分带解析法进行潮位改正计算,其结果合理、正确,可达到规范的要求。     

GPS技术在杭州湾跨海大桥首级控制网测量中的应用

应用GPS技术对杭州湾跨海大桥进行首级控制网测量,结果表明:(1)合理布设GPS控制网,并采用设置深桩固埋测量标志、增加有效观测时间、加强数据可靠性与精确性的检验、选择科学及合理的坐标系统等方法,可提高观测数据的质量和精度。同时,对观测数据采用Bernese高精度基线处理软件和精密星历进行基线解算、网平差和坐标转换,保证了杭州湾跨海大桥首级控制网的精度在厘米级之内,使成果的质量达到优良。(2)Bernese基线数据的闭合环及复测基线的检核表明:同步环、异步环闭合差量值及复测基线互差量值全部符合限差要求,且在允许值的1/3以内的基线环数分别占93.3%、77.7%和100%,其成果精度达到优良。(3)GPS控制网的控制点点位的中误差全部满足±20mm的技术设计要求,并且有96.6%的控制点点位中误差在限差的1/3范围以内,精度较高。使用精密星历和广播星历两种不同的数据处理方法进行数据处理,其坐标互差吻合得较好,全部互差值均在限差允许值的1/2范围以内,且使用精密星历计算的成果精度明显高于使用广播星历计算的成果精度。     

河口区治江围涂对杭州湾水动力及海床影响分析

自二十世纪六十年代起，钱塘江河口进行了大规模治江围涂，人类活动对杭州湾水域的影响越来越为人们关注。基于实测资料的分析和潮汐水流数学模型计算，探讨了钱塘江河口区围涂对杭州湾水域潮汐水流和海床的影响。研究成果可为钱塘江河口和杭州湾的进一步开发治理和环境保护提供科学依据。     

钱塘江涌潮流速研究

涌潮流速是涌潮的重要特征,一直深受涌潮研究者的关注。21世纪以来,随着声学剖面流速仪的使用,涌潮流速观测有了突破性的进展。本文收集了2003年以来9次钱塘江涌潮流速观测资料,结合理论分析和数值模型计算成果,分析了影响涌潮流速的因素、涌潮流速时空分布规律。结果表明:影响涌潮流速的微观因素主要有涌潮高度和陡度、潮前流速和潮前水深、风速风向等;在涌潮河段,最大流速即为最大涌潮流速,与当地潮差呈良好的正相关关系;在弯道段,涌潮流速在弯道凸岸大于凹岸;涌潮到达后流速从落潮迅速转化为涨潮,没有明显的憇流现象,且涨潮流速过程存在多峰现象;涌潮垂向流速基本上比纵向流速小1个量级,在涌潮时段垂向流速相对较大。     

台风对钱塘江涌潮影响研究

钱塘江年最大涌潮几乎都发生在台风期间。基于实测潮汐资料,结合天文潮调和分析,研究台风对钱塘江河口涌潮起潮点下游河段潮汐的影响,探讨因潮汐变化间接引起的钱塘江涌潮变化。结果表明:台风引起低潮位、潮差、潮到时间、涨潮历时等变化,间接影响涌潮,造成涌潮高度、陡度、传播速度、到达时间和涌潮流速等变化。总体而言,台风期间盐官涌潮高度平均增大0.18 m,到达时间平均提早37 min;澉浦至盐官段涌潮传播速度平均增大8.9%,陡度变陡,流速有增有减,但单宽流量增大。