大型港区港内波浪条件分析研究

以某大型港区工程为实例,通过波浪整体物理模型试验,研究了通过防波堤口门传入港区的波浪条件,并采用数学模型模拟了港内局部小风区成浪的影响。并将两者的结果按照相关方法进行了合成和对比分析。结果表明,对于大型港区,港内局部小风区风成浪对港内码头设计波浪要素和码头泊稳条件都有一定的影响,这是大型港区设计时需要考虑的因素。同时还指出对于防波堤越浪的情况,应考虑越浪产生的堤后次生波对港内码头处波浪条件的影响。     

海龙湾波浪场整体数学模型研究

为了深入研究海龙湾港区的波浪情况,建立了海龙湾波浪场整体数学模型,对港区内外波浪场进行分析研究。利用扩展抛物型缓坡方程完成由外海到港区口门的波浪推演,模拟波浪由外海向近岸港区的传播过程。再利用椭圆型缓坡方程,模拟港区内的波浪分布情况。研究结果表明:推荐设计方案的港区防波堤对主波向的波浪做到很好的掩护,相较比选方案来说港内波浪条件更好,等值线图表明设计推荐方案是合理可行的。总体说来,该模型对海龙湾波浪场的数值模拟是有效的,为工程实际提供了科学合理的参考。     

Mike21-BW在游艇码头平面规划布置中的应用

随着国内游艇码头建设的不断增加,游艇码头港内泊稳条件得到了越来越多的关注。影响游艇码头港内泊稳的主要因素有防波堤的布置、防波堤的结构形式、港内护岸的结构形式等。基于MIKE21-BW模型,以长岛县南长山岛规划建设游艇码头为例,对游艇码头港区的两种布置方案、6个浪向作用下的港内泊稳情况进行了数值模拟。对比两种平面布置方案口门处及港内游艇泊位处波高,分析影响游艇码头港内泊稳的影响因素。结果表明,防波堤位置、口门处防波堤的结构形式及港内陆地护岸的结构形式对游艇码头港内泊稳条件有直接影响。     

连云港港旗台作业区及防波堤工程前后水体交换能力研究*

随着旗台作业区及南北防波堤工程的建成,连云港港主港区已经变成为南北短、纵深长的半封闭的狭窄港域,口门的缩窄以及口门至港池末端纵深进一步增加,势必对港内水体的交换能力带来一定的影响。通过三维数学模型对工程前后的水体交换能力进行模拟,分析水体交换能力变化的原因,并通过港内水质点的Lagrange运动轨迹进一步认识港内水体的交换过程。模拟结果表明,港区内受水流动力及港口形态的影响,旗台作业及防波堤工程建设后主港区的半交换周期从约5 d增加至22 d。为了保障港内水域的水质环境,必须严格控制港内水体污染排放。     

港口平面布置对港内波况的影响

开展葫芦岛港绥中港区波浪整体模型试验并运用改进的Boussinesq方程模拟了不同平面布置方案港内波高情况,探讨了防波堤结构形式、口门方向、口门宽度、航道和港池边界结构对港内波高的影响。结果表明从上述影响因素出发,合理地选取港口平面布置形式可以有效地减少港内波高,为港口总平面规划的优化提供了科学依据。此外探讨了物模与数模的局限性,给出了结合两者研究港口规划的思路。     

烟台港西港区整体波浪物理模型

根据烟台港西港区已确定的北防波堤和护岸平面位置,对整个港区内波浪特性进行分析,验证码头标高的合理性,从而对码头岸线不同位置的顶标高提出优化建议,并进一步对港内船舶作业的泊稳条件做出判断。得到主要结论:码头设计波浪主要影响浪向为ENE向,大部分码头设计有效波高均在2 m以上;在ENE向波浪作用下,码头上水较为明显,上水位置主要出现在南侧顺岸式泊位;口门附近泊位受偏N向浪影响较大,作业损失天数较多。     

某一级渔港防波堤及口门布置方案

防波堤尺寸及口门布置方向对港内各处波高分布、港池泊稳效果及港池淤积情况都有较大的影响,防波堤及口门的合理布置是渔港建设成败的关键因素。基于针对工程实例的波浪及潮流泥沙数学模型试验研究成果,从港内掩护效果、操船安全性、港内泊稳情况等角度对海南某一级渔港防波堤总平面布置、尤其是口门布置方案进行比对分析与优化设计,为渔港防波堤工程设计及施工提供指导。     

旅顺新港旅游休闲区波浪数值模拟研究

工程海域的波浪条件是港口规划设计中需要考虑的首要因素。针对旅顺新港旅游港区扩建预案,应用水动力学软件MIKE21的SW和BW数学模型对防波堤建设前后工程海域的波浪场进行数值模拟。根据工程区域水深及地形变化特点,采用远场大区域推算与近场小区域精细模拟相结合的方法,计算了拟建水工建筑物的设计波浪要素及港内波况。结果表明:工程受NW和NNW方向波浪影响较大,当重现期为50 a时,外护岸、防波堤和泊位处的有效波高分别为4.74 m、5.66 m和1.10 m;若在防波堤和外护岸西侧增加一条垂直于NW方向的潜堤,外护岸、防波堤和泊位处的有效波高分别降至3.43m、3.79 m和0.75 m。     

某拟建修造船厂工程波浪分析

依据秦皇岛海洋站34年实测资料统计分析出的不同重现期的波浪要素,针对某拟建修造船厂工程总平面布置方案,利用TK-2D波浪数学模型及MIKE21的BW方程波浪数学模型,对工程建成前后的波浪场进行模拟.确定了工程区域各等深线处的设计波要素,论证了船厂码头和不同的防波堤、进港航道平面方案布置对港内的泊稳条件、拟建码头前的波浪变形情况以及波浪变化对码头作业天数的影响.模型中考虑了波浪的折射、绕射、反射、底部损耗等因素,为工程设计提供依据.     

烟台港芝罘湾港区北防波堤改建工程方案

针对烟台港芝罘湾港区现有北防波堤侵占三突堤南侧岸线问题,提出3个改建方案,采用数值模拟的方法,推算不同方案下港池内测点波高。计算结果表明,拆除现有防波堤后,即使规划三突堤建成,因缺少原北防波堤的掩护,对ENE和E向入射的波浪,整个港池码头前沿的波高明显增大;新建防波堤对港内水域有较好的掩护作用,港内测点波高分布情况总体上好于港区现状,其中以新建突堤式防波堤方案掩护效果更优。     

强浪条件下的深水防波堤施工技术

针对在建的以色列阿什杜德港主防波堤延伸工程在施工中存在的抛石工程量大、波浪条件差等困难,在对施工组织进行细化的基础上,通过二维和三维物理模型试验确定施工期块石稳定极限波高,合理安排施工工序,进行越冬防护结构的设计与实施。通过二维波浪模拟预报对施工进度进行动态管控,确保工程的顺利实施,为类似海况条件下的深水防波堤施工提供借鉴。     

强浪条件下振冲碎石桩施工工艺

以以色列阿什杜德港项目为背景,介绍了海上振冲碎石桩的施工工艺,结合实际施工工效对施工工艺进行评估,并分析了强浪条件对碎石桩施工定位偏差及施工工效的影响。在外海地区,波浪条件恶劣,传统的振冲碎石桩施工工艺,即方驳搭载振冲设备的施工工效偏低、作业窗口有限,并且施工精度不高。为寻求有效克服强浪条件影响的大面积海上振冲碎石桩施工方法,提出采用碎石桩施工专用顶升平台的解决方案。     

强浪条件下高桩码头桩间大棱体抛石及块体安装施工技术

针对在建的以色列阿什杜德港项目28号码头桩间抛石及块体安装施工工期紧张且窗口期有限、工程量大且作业面有限,以及抛填安装棱体大且验收标准高的难点,采用将组合钢板架设在夹桩结构上作为施工平台并由履带吊搭配特定抛填安装工具的施工方案。介绍现场实施进度情况及越冬防护结构的设计,为类似海况条件下的高桩码头桩间抛石及块体安装施工提供借鉴。     

强浪条件下的桩基施工装备研发与创新

针对传统的桩基施工设备(打桩船、浮吊船、自升式平台等)均不能满足强浪条件下桩基施工的精度和进度要求的难题,依托在建的以色列阿什杜德港项目Q28码头的钢管桩施工,参考桥梁施工中成熟的步履式顶推箱梁施工工艺,提出借助已施工完成的钢管桩作为基础,采用步履式液压顶推平台搭载履带吊进行钢管桩施工的解决方案。     

风浪谱模型在滇池码头工程中的应用

针对滇池的波浪特性,选用基于波能平衡方程与波作用守恒方程的风浪谱模型建立滇池波浪数学模型。数学模型计算结果与经验公式结果相比较,两者吻合较好,验证了计算模型的可靠性,并进一步计算了设计风场下滇池拟建码头工程区域工程前后的风浪场情况,为滇池古渡码头工程设计方案的优选提供依据。研究结果表明:工程受偏N方向风浪影响较大,而受常浪向WSW影响较小;浮桥为"L"型双梳式栈桥平面布置形式的风浪挡浪效果较好,优于"T"字型双梳式栈桥平布置形式。     

远破波大波高波浪作用下沉箱抗浪稳定性验算

岸壁码头施工中,沉箱受波高为13.62 m的远破波作用极其罕见,在如此大的波高下,沉箱受波峰压力和波谷压力作用,对沉箱的稳定性影响非常大。为提出合理的方案解决该问题,通过受力分析、计算、物模试验相结合的方法,对烟台西港区一期工程C6,C7,C8沉箱,进行了抗滑和抗倾覆稳定性计算,结果和物理模型试验结果相吻合。利用土力学原理,对远破波大波高作用下的已安装并回填的沉箱,可以通过沉箱背后土压力和孔隙充砂增重相结合的方案,利用土压力抵抗波浪力作用的方法,达到沉箱抗滑和抗倾覆稳定性的要求,确保工程的施工安全。     

基于性能需求的中长周期涌浪条件下岛式防波堤平面布置

港口是以性能需求为最终目标导向的特殊工程主体,保障港口安全与性能需求的防波堤在港口平面布置中占有重要地位。基于巴基斯坦某电厂港口项目,在中长周期涌浪条件下,通过电厂燃煤补给及消耗模型确定港区性能需求,利用数值模拟分析,建立波高、周期与船舶运动量的关系,并将其作为岛式防波堤防护效果的重要标准之一,从而合理确定岛式防波堤平面布置方案。结果表明,方案2为最终设计方案,可满足年作业时间的要求。     

航道水深对波浪传播影响的数值模拟研究

利用CGWAVE波浪数值模型探讨波浪入射角度不同时航道水深对波浪传播的影响,得出航道与两侧岸滩不同水深比条件下的波浪临界入射角。通过与物理模型试验的对比验证该数值模型的可信度,并将其应用于曹妃甸中心渔港一期工程项目中,本研究的相关成果可用于指导航道工程设计和建设。     

港内波能集中及治理措施试验研究

以烟台西港区工作船码头为例,介绍了港内波能集中现象。该港口在防波堤建设后,工作船泊位前的泊稳条件并未像预期那样得到改善。通过物理模型试验和理论分析,找出了波能集中形成的原因。并通过物理模型试验研究了不同的整治措施,包括减少进入港内的波能和在港内增加消波措施等不同方法,可为类似工程提供借鉴。