综合考虑多种变形因素的近岸规则波传播数学模型Ⅰ. 基本方程的导出

推广了Kirby的有环境水流影响的缓坡方程,得到了综合考虑环境水流(水流因子)、非线性弥散影响(非线性因子)、底摩擦波能损失(底摩擦因子)、非缓坡地形影响(地形因子)、折射、绕射、波浪破碎多种变形因素的波浪传播控制方程,并给出了非线性因子、地形因子、底摩擦因子、水流因子的确定方法。基于导出的方程做进一步推导,得到了波高和波向为变量的综合考虑多种变形因素的波浪传播基本方程,该方程有许多优点:1)其绕开了求解波势函数的困难,将椭圆型方程的边值问题化为初值问题;2)直接求解波高和波向;3)可采用有限差分法离散求解,对空间步长没有限制,适合大面积海区波场计算;4)综合考虑了多种波浪变形因素,方程更为合理,5)容易处理波浪破碎问题。     

烟台套子湾人工岛工程水沙环境影响研究

海上人工岛建设既可以增加土地和岸线资源,又可以促进旅游开发。本文首先基于套子湾水动力泥沙条件对套子湾人工岛建设的可能性进行了初步分析,然后建立了波浪潮流泥沙物理模型,并对套子湾距岸2.5 km的6 km²人工岛(菩叶岛)工程方案水沙环境影响进行了试验研究和分析。结果表明,(1)套子湾为典型的弧形海岸,泥沙来源少,潮流动力弱,正常天气条件下含沙量很低,波浪作用下纵向泥沙运动少,泥沙运动总体较弱,岸滩及岸线多年来保持稳定,在湾内建设人工岛是可能的。(2)菩叶岛工程对潮流动力和金沙滩及附近岸滩影响很小,仅限于工程局部,岸滩及岸线可继续保持稳定。(3)菩叶岛工程实施后金沙滩不会被泥化、淘刷,也不会形成连岛沙坝。(4)菩叶岛岛内的水体在1～2 d内可以完成一次交换。(5)从套子湾自然条件、菩叶岛对潮流动力、金沙滩、海床稳定性的影响及岛内水体交换能力来看,菩叶岛的建设方案是可行的。     

葫芦岛港柳条沟港区规划潮流泥沙数模研究

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型,在对模型进行充分验证的基础上,对葫芦岛海域的潮流、泥沙场的进行了数值模拟,对该海区的潮流扬、泥沙场特征进行了分析;对萌芦岛港柳条沟港区规划方案进行了潮流、泥沙场模拟研究。详细分析了工程前后港池和航道的流扬变化,计算了航道的横流,预报了规划港区港池和航道的泥沙年淤积量,为港区的规划设计提供了科学依据。     

岱山—洋山跨海通道水沙环境影响数值模拟研究

杭州湾是世界闻名的强潮河口,具有不规则的岸线边界、独特的地形地貌特征和复杂的水动力泥沙环境。岱山—洋山跨海通道位于杭州湾湾口水域,将岱山与洋山近35 km连通,实现了上海—洋山—岱山—舟山—宁波跨海通道的全线贯通,其建设具有非常重要的意义。基于考虑波浪作用的潮流泥沙数值模型,讨论了岱山—洋山跨海通道几种工况对杭州湾大范围海域水沙环境的影响。研究结果表明：跨海通道实施后潮位变化在大桥轴线附近较为敏感,远离则基本没有影响,高低潮位变化幅度大多在2 cm以内。杭州湾涨落潮量减小小于0.6%。水流流态和水下地形仅在大桥附近水域存在明显变化。从对杭州湾水沙环境影响角度考虑,岱山—洋山跨海通道几种工况均可行,建议关注桥墩和人工岛附近的局部冲刷问题。