盐城滨海港远期规划对周边水沙影响的数值模拟研究

盐城滨海港位于江苏省北部废黄河三角洲侵蚀性海岸最凸出岸段,滨海海域近岸波流动力较强,泥沙运动较为活跃;深水贴岸、水下地形复杂,水下岸坡受侵蚀较明显。利用实测水文泥沙资料和平面二维波浪潮流泥沙数学模型,定量分析了盐城滨海港远期规划方案对现有港区和周边河口的水流、含沙量的影响,重点剖析了正常天气和大浪天气下30万t级航道的回淤特征和淤积原因。研究结果表明:工程实施不会大范围改变滨海海域的水沙动力特征,影响主要集中在工程区附近;航道开挖后沿程普遍淤积,形成一个以含沙量峰值为中心的泥沙淤积体,向港内及外海航道淤积厚度逐渐减小;大浪天气下,日最大淤强能达到正常天气下的24倍,但也小于0.2 m/d,不存在骤淤碍航问题。     

梅山水道避风锚地潮流泥沙数值计算

在地形及水文测验资料收集整理的基础上,建立了梅山水道附近海域平面二维潮流泥沙数学模型,模型经水流泥沙运动相似验证后在典型大、小潮水文条件下进行了工程方案计算,分析研究了梅山水道潮汐通道封闭后其附近海域潮流动力及泥沙冲淤变化情况。研究结果表明,梅山水道潮汐通道涨、落潮量占周边其他水道比例较小,工程的实施未改变周边海域整体潮流场结构及海床冲淤基本平衡的格局,工程后拟建南、北两堤近堤附近海域海床因流速减小形成缓流、回流区,从而使泥沙产生累积性淤积,附近水利设施的运行将受到不同程度影响。     

再论瓯江口拦门沙回淤及治理研究

分析了瓯江口拦门沙在自然状态下、一期整治工程实施后的泥沙回淤情况,分析表明影响拦门沙回淤的主要因素为周边滩面上的风浪掀沙和上游洪水来沙.在泥沙回淤验证的基础上,应用波流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究了拦门沙航道二期整治工程效果,预测了正常水文条件下的泥沙回淤及台风期骤淤.整治工程具有减少风浪掀沙和归顺水流等作用,取得了较好的整治效果,正常水文条件下减淤幅度为14.1%～23.1%,台风期减淤幅度为23.3%～35.7%.     

淮河江苏段入湖航道整治后泥沙回淤分析

针对淮河江苏入洪泽湖段航道局部水深不足的问题,拟采用整治工程提升航道等级。在简要介绍了该河段自然条件及河床演变情况的基础上,利用平面二维水流数学模型及泥沙回淤经验公式对航道整治前后的流场变化和泥沙回淤特征进行了深入分析。研究结果表明,整治工程实施后,河道水动力场变化较小,主河段过流能力略有增强,航道泥沙回淤量不大。     

上海临港工业区芦潮港海域水文泥沙分析

根据芦潮港海域近年水文、泥沙、波浪及地形观测资料,分析了芦潮港海域波浪、潮流及泥沙特征.研究表明,芦潮港附近海域为强潮流、高含沙量区域;芦潮港海域潮流是控制海域含沙量和地形冲淤的主要因素,而波浪作用处于次要位置;芦潮港海域为淤泥质岸滩,岸滩形态主要由潮流动力所塑造,波浪主要对近岸区泥沙作用较明显.通过分析研究含沙量与潮流及波浪的关系,得到芦潮港海域波流共同作用下的水流挟沙力关系式.验证结果表明,关系式计算结果与实测含沙量吻合较好.     

东营市滨海防潮堤潮流泥沙模型试验研究

本文通过分析拟建东营市滨海生态城防潮堤工程附近水域的自然条件,掌握了工程海域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征,在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对工程实施前后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化开展了数值模拟工作,计算了工程区域泥沙年冲淤情况,为防潮堤建设设计方案的确定提供参考依据。     

青草沙水库工程对河床冲淤演变的影响

为了探究长江口青草沙水库建设前后工程周边的水动力环境和河床泥沙冲淤变化,通过平面二维潮流悬沙数值模拟,结合改进后可以同时计算淤积和冲刷强度的王义刚公式进行冲淤计算。研究结果表明,水库建成后,长兴岛北侧航道的分流比和流速下降,南侧航道的分流比和流速上升;水库南侧航道整体呈冲刷状态,而北侧航道整体呈淤积状态,南侧航道变化量小于北侧航道,工程的实施对北侧航道水下地形的影响较南侧大;改进后的王义刚公式对水库周边冲淤的计算结果与工程建设后实测地形和数值模型结果吻合较好。     

电厂取水对港池回淤影响的试验研究

通过模型试验,研究了从港池取水对港池水动力条件和港池冲淤变化的影响。港池工程的修建使附近海域的流场发生了变化,电厂取水使得港池附近外海海域及港池内部流速增加。潮汐条件下半封闭港池内泥沙回淤主要是涨潮及取水水流将泥沙带入港池内,引起港池淤积。在不取水时,港池内泥沙淤积较少,然后随着取水流量的增加,港池内淤积增多,在4台机取水时港池内淤积最大,而后随着取水流量的增大,港池内不淤或少淤范围增加,淤积量又随着取水流量的增加有所减小,并且在港池的主流区泥沙基本不发生淤积。     

近30年台州浅滩及其邻近海域海床演变特性分析

利用1983、1988、2004和2011年4个典型年份水下地形数据,综合分析了台州浅滩及邻近海域近30a来岸线和海床演变的特点,并分析了其冲淤的主要动力机制。结果表明:台州浅滩及邻近海域海床整体上较为稳定,目前呈微冲态势;台州浅滩淤涨速率加快;浅滩前沿海域及口门附近深槽冲刷加剧。由于长江入海泥沙的减少,台州湾两岸促淤围涂工程对泥沙的拦截、岸线缩窄后束水作用引起的挟沙能力加强、龙口闭气取土工程对中、低潮滩泥沙的利用,是台州湾目前呈微冲态势的主要影响因素,而人工促淤和围涂工程是台州浅滩淤涨加快的主要原因。     

田湾核电站海域潮流泥沙数值模拟研究

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪及其破碎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,对田湾核电站海域的潮流泥沙进行了数值模拟,对潮流场泥沙场特征进行了分析;对连云港港口扩建(旗台港区建设)规划方案对田湾核电站已建取水工程的影响进行了数值模拟研究,计算了取水明渠口门附近岸滩的冲淤变化及取水口设计水深等深线的位移.研究结果表明:连云港港口扩建后,已建的田湾核电站取水明渠口门附近水域变成泥沙淤积环境,滩面将会淤高,设计的取水口门水深等深线将会外移,核电站正常取水将会受到影响.     

盘锦人工岛建设条件分析

针对盘锦人工岛建设条件进行初步分析。首先介绍了人工岛工程方案及工程海域的自然条件;其次,采用经验证的二维潮流及对流扩散数学模型对方案实施后的潮流泥沙特征及水体交换情况进行数值模拟。结果表明,拟建人工岛建设后,水体交换能力较强且对周边海域水动力泥沙影响范围及程度不大,但应注意人工岛附近水域淤积及局部冲刷。     

长江口深水航道影响浅析

针对长江口深水航道治理工程对长江口的水动力、泥沙回淤、生态环境及经济效益等方面的影响进行分析。     

海南海花岛内海围堤工程及其影响数值模拟研究

采用潮流泥沙数学模型的方法,对海花岛围堤工程实施后周围海域动力变化、地形变化及其影响进行了研究。结果显示:流速、流向、潮位过程及含沙量过程与实测数据符合良好,模型能够较好地复演了工程建设后海域流场、含沙量场变化;围堤工程实施后,海花岛内海水域呈弱流形势,各个方案流速分布差异不大;围堤工程对附近海域流速影响仅局限于海花岛周围局部区域,对洋浦深槽和洋浦港水域基本没有影响;内海水域呈现为弱淤积状态,正常天气下,内海水域年淤积厚度在0.05 m~0.15 m。     

珠江洲头咀河段过江隧道工程极限冲刷模拟研究

珠江三角洲河网纵横交错,网河河道的泥沙来源既有上游不同径流挟带的陆域来沙,也有潮流所挟带的海域泥沙,河道水动力和冲淤特性极为复杂。以广州出海水道上段(广州-黄埔段)为例,在分析河道不同径潮组合下河道水动力特点的基础上,采用二维潮流泥沙数学模型对工程所在河道的极限冲刷进行了模拟计算。研究表明,对于三角洲复杂网河河道,认识不同的径流条件下河道的水动力特点是研究河道冲淤特性的前提。     

爆破挤淤产生的悬浮物在潮流作用下的输移扩散研究

爆破挤淤填石是浅海工程中淤泥质软基处理中的常用施工方法.就围堤地基爆破挤淤处理产生的悬浮泥沙在潮流作用下的输移扩散过程进行数值模拟,并对不同时刻进行爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散对附近水域的影响进行了研究.研究结果表明,爆破挤淤产生的悬浮泥沙的输移扩散运动与潮流运动密切相关,潮流的方向及水动力强度在一定程度上决定了爆破挤淤产生的悬浮泥沙的输移扩散方向及范围;在该水域,爆破挤淤后,水体中由此而产生的悬浮泥沙浓度由于扩散和落淤而迅速减小,爆破挤淤6 h后,悬浮泥沙浓度增量基本降至10 mg/L以下,若在转流时段（憩流）进行爆破更有利于悬浮泥沙浓度的降低,对周边水域环境的影响较小.     

连云港海域悬沙和表层沉积物交换研究

采用粒度谱计算方法分析连云港及邻近海域悬沙和表层沉积物交换特征,为徐圩防波堤口门布置和连云港港航道回淤研究提供理论支撑。连云港港主航道和徐圩航道5 m等深线以外的区域悬沙和表层沉积物交换率为0.1~0.2,表明航道回淤强度将处于较低水平,对今后航道维护有利;5 m等深线以内区域的交换率为0.3~0.4,悬沙落淤对航道回淤有一定贡献,表明该航道段回淤量相对较大,计算结果与实测航道回淤强度分布特征基本一致。灌河口沙嘴正常天气条件下交换率小于0.2,说明悬沙落淤对沙嘴的影响较小;5 m等深线以内破波带水域交换率大于0.5,表明悬沙和表层沉积物交换频繁。连云港港及邻近海域悬沙和表层沉积物交换主要为粒径小于62 μm的细颗粒组分。分析结果表明,为减少泥沙回淤对徐圩港区港池正常运行的影响,兴建防浪挡沙堤并将堤头布置在破波带之外十分必要。     

围海工程对水沙环境的影响

以大连沙坨子矶头型围海工程和瓯江口灵昆岛局部顺岸型围海工程为例,分别用物理模型和二维水沙数学模型模拟了围海工程实施前后工程海域的流场、泥沙冲淤情况.通过流场变化分析,研究了顺岸式围海工程对潮流的影响.通过比较围海工程实施前后泥沙的年淤积强度的变化情况,分析了围海工程对泥沙冲淤的影响.图7幅.     

模袋排帘周围流场研究及其对堤防工程的作用分析

堤防工程在我国的防洪工作中起着十分重要的作用,要想保证堤防安全运行,基本条件是要保证堤脚岸滩不被冲刷。本文选取了一种新型的岸滩保护措施——模袋排帘,用Flow3D建立数值模型的方法来研究其周围流场变化,以此分析泥沙的冲淤情况,再进一步分析模袋排帘在堤防工程中可以产生的保护效果。结果表明,模袋排帘周围的水动力变化有利于泥沙沉降,对岸滩的保护作用较为明显,适合用于堤防保护工程。     

长江口圆圆沙段12.5m航道淤积原因分析

长江口圆圆沙航道段位于深水航道治理分流口工程和横沙通道之间,航道长度15.44km,属未采取整治工程措施,仅通过疏浚开挖形成的人工航道。2010年12.5m深水航道开通以来航道疏浚量明显增大。通过近年来水文泥沙地形实测资料分析,从水动力条件、泥沙、河势与局部地形变化等因素讨论了圆圆沙航道回淤原因。结果表明圆圆沙段河槽自然水深不足10m,航道疏深后滩槽高差加大引起泥沙回淤增大;北槽实施减淤工程后圆圆沙段落潮流速和输沙能力减小;圆圆沙航道段处在涨、落潮分汇流河段,航道与底部水流方向存在交角等是航道淤积增加的主要因素。针对圆圆沙段航道回淤原因,从挡沙和强流两个方面提出了减淤办法。     

长江下游靖江新华港区疏浚回淤试验研究

近年来,福姜沙北水道成形心滩切割下移,河道左岸的靖江新港作业区码头前沿及进港航道水深严重不足,严重影响了港区的正常运行。在分析研究该河段演变特点,总结近期淤积的主要原因基础上,采用动床泥沙模型对港区疏滩方案进行了试验,对疏滩工程后回淤进行了分析研究。结果表明,随着采砂区泥沙回淤,引流作用减弱,新港作业区前沿动力会有所恢复,作业区前沿水深将得到一定程度改善。