大丰港海域挟沙力关系式分析及应用

基于大丰港附近海域实测水文泥沙资料,对目前国内应用较为广泛的5种挟沙力关系式在大丰港附近海域进行应用计算,在此基础上,采用集中系数法和偏离系数法对计算结果进行对比分析。结果表明:河口水流挟沙力公式能较好地反映大丰港海域的水流挟沙情况,并拟合得到适用于大丰港海域的挟沙力关系式,将该公式应用于大丰港实际围垦工程中,通过建立二维水动力泥沙数学模型,计算得到的围垦后垦区海域年冲淤变化趋势,与数值模拟结果基本相同,表明该公式在大丰港海域具有良好的适用性。     

洋山港区域挟沙力公式研究*

利用基于能量平衡观点推导的挟沙力公式,考虑到洋山港海域涨落潮期间悬沙浓度存在一定差异,分别建立了 该区域涨潮时期及落潮时期挟沙力公式。利用计算底部通量切引力公式与挟沙力公式相等方法,估算了实测期间水体挟沙 力值,并以洋山港2003年10月实测的水沙资料进行率定。最后,采用洋山港2005年7月实测含沙量资料对公式计算结果进行 验证。验证结果表明,所建立的挟沙力公式具有较高精度,其计算的含沙量变化与洋山港实际情况较为符合。     

粘性细颗粒泥沙水流挟沙力计算公式

通过分析水流挟运粘性细颗粒泥沙的力学机理及其相关因素，综合粘性细颗粒泥沙试验成果，运用“制紊动”的概念及“制紊假说”，推导了一个粘性泥沙公式流挟沙力计算公式。     

黄骅港外航道淤积的二维数学模拟

为了合理模拟和预测黄骅港外航道淤积现象,基于SWAN风浪模型、ADCIRC潮流模型和波流共同作用下的挟沙力模型,建立了描述强风过程中波浪、水流、泥沙变化的二维数学模型,揭示了强风过程中各种复杂动力因素综合作用下黄骅港海域泥沙运动过程以及航道强淤现象,该数学模型的计算结果为黄骅港外航道整治工程提供了依据。     

弯曲分汊河段浅区成因研究

为解决弯曲分汊河段航道治理的关键问题,选取长江中游监利河段,采用调研与实测资料分析、理论研究、水槽概化模型试验等手段,给出了弯曲分汊河段水流脉动动能的分层平面等值线图,揭示了分流区浅滩形成的内在机理,给出了弯曲分汊河段沿程水流挟沙力变化情况。表明分流区底部水流的脉动动能比较分散,得出水流挟沙力在分流区最小,这也是分流区浅滩形成的原因之一。     

鳌江下厂渔港段水流挟沙力公式研究

利用2009年5月9-10日大潮期间所测得的鳌江下厂渔港段146组泥沙数据,对多个典型的挟沙力公式进行拟合,结果显示：直接利用这些公式不能较地反映全潮过程垂向分布的挟沙力状况。结合各相关因子,考虑垂向因子的影响,通过相关分析,并引入流向因子,分析得到全潮过程垂向分布的挟沙力公式。公式计算结果与该段河道实际挟沙力相符。利用鳌江口、飞云江口及平阳近岸海域近1,000组数据对公式进行验证,均得到较好的拟合效果,验证了公式的可靠性与有效性,也说明了公式同时适用于河道、河口及近岸水域挟沙力分析。该研究为今后鳌江河道治理、港池维护、近岸工程建设及相关科学研究提供参考。     

往复流作用下粉砂的起悬和沉降过程

介绍了旋转环形水槽的结构和工作原理,提出了削弱环形水流离心力的方法,通过环形水槽中周期往复流泥沙运动试验得出水体含沙量与床面剪切力和水体挟沙力之间的关系。     

长沙下游悬沙挟沙力计算的模糊数学模型

本文选择影响悬沙挟沙力最为重要的三个因素－流速、水深和悬沙粒径作为评判因子，以277组河道观测资料作为挟沙力计算的数据库，利用模糊合成及综合评判原理建立了长江下游悬沙挟沙力计算的模糊数学模型，并用实测资料对该模型进行了验证，计算值与实测值吻合较好。     

水沙条件对护岸工程损毁影响的试验研究*

针对新水沙条件下航道整治建筑物损毁问题,以护岸工程为例,采用概化水槽试验,模拟研究不同水动力强度以及不同挟沙饱和度下护岸工程的冲淤特性。试验结果表明：随着断面平均流速与泥沙起动流速比值（U/Uc）的增大,护岸工程前沿冲刷呈指数形式增大;随着水流含沙量与水流挟沙力比值（S/S*）的增大,护岸工程前沿冲刷呈对数形式减小。当U/Uc＞3或S/S*＜40%时,护岸前沿冲刷范围及冲刷深度均快速增大。因此,当U/Uc＞3或S/S*＜40%时,应加强对整治建筑物周边水流流速年际和年内变化的监测。研究结果可为航道整治工程设计及航道整治建筑物维护工作提供技术支撑。     

曹妃甸围填海工程对海床冲淤的影响预测分析

通过建立曹妃甸海域平面二维悬沙输移扩散和床面冲淤变化数学模型,预测分析了2005年和2013年曹妃甸围填海工程对海床冲淤环境的影响,得出曹妃甸海域的海床年冲淤变化特征。结果表明,从2005～2013年9年间曹妃甸围填海工程实施后海域仍呈现整体冲刷趋势,北部近岸海域及围填海形成的港池则呈淤积态势,海床冲淤强度没有明显的变化。     

曹妃甸挖入式五港池航道与防波堤工程潮流泥沙物理模型试验研究

曹妃甸挖入式五港池建成后,浅滩区被围填或开挖成深水港池,因此港池航道主要是细颗粒泥沙淤积问题,为此通过潮流泥沙物理模型试验对五港池防波堤及航道工程进行研究。试验表明,五港池港区及防波堤建设没有改变深槽水流特性,对曹妃甸海域宏观流场基本没有影响;防波堤方案2和方案3水流条件较好,其中方案3稍优于方案2。泥沙试验表明,港池年平均淤强为0．15m／a左右,年最大回淤厚度为0．5—0．6m/a,各方案差别不大;折线航道年平均淤积强度为0．43m／a,最大为0．69m／a;直线航道年平均淤积强度为0．39m／a,最大为0．55m/a,直线航道要明显优于折线航道。从水流和泥沙试验结果分析,方案3较优,其次为方案2。试验成果为设计方案的选取提供了科学依据。     

曹妃甸海域水文泥沙环境及冲淤演变分析

通过对曹妃甸海域实测水文泥沙资料、底质资料、卫星遥感资料及历年地形资料的分析,对该工程水域的水动力、泥沙环境及冲淤规律进行了研究,论证了曹妃甸滩槽多年来保持基本稳定、局部略有冲刷的基本特点。     

曹妃甸大型煤码头选址环境合理性分析

以国投在曹妃甸拟建年吞吐量5 000万t的煤码头为例,介绍了曹妃甸港区的环境空气质量和环境关心点,利用《环境影响评价技术导则》认可的预测方法和预测软件对大型煤码头营运期煤粉尘扩散范围进行了预测计算。结果表明:为大型煤码头选址于曹妃甸港区有效地避开了居民居住区,避免了煤炭运输带来的最大的环境问题对人类居住环境的影响,大型煤码头在曹妃甸港区的选址具有合理性。     

关于非均匀沙悬移质不平衡输沙问题

本文从水流挟沙能力基本概念出发,根据非均匀沙悬沙与床沙交换的基本形式,导出了非均匀沙平衡及不平衡输沙时水流挟沙能力基本公式,进一步揭示了非均匀沙输沙机理.文中理论较完善,概念较清晰.公式简明.适用范围广.可用于一、二维泥沙数学模型.     

环形水槽在泥沙研究中的应用

环形水槽由环形槽,剪力环和使环形槽、剪力环运转的驱动部组成,是目前研究细颗粒泥沙运动规律的较理想设备。天科所的环形水槽自1986年建成以来,已进行了天津新港等十几个地区原体泥沙的起动、动水沉降、水流挟沙能力、推移质输沙率等试验。经验表明:环形水槽在泥沙研究中的应用是多方面的,所得结果基本符合天然泥沙的运动过程和基本规律。     

河北曹妃甸近海区地貌与沉积特征分析

依据现场调查资料与前人的研究成果,对该海区的沉积分布特征进行了分析,认为该区沉积物自岸向海的粒径分布呈由粗而细的分布特征。近岸浅滩为细砂,深水区为粉砂质粘土,自东向西的分布,也显示了由粗而细的分布特征,粒径最细的区域在曹妃甸西南侧的深水区。拟建港区水深条件优越,可利用岸线长,并有天然的进出港航道,具有非常良好的开发前景。     

瓯江口水文泥沙特征分析

在大量实测资料的基础上,对瓯江口海区的地貌特征、河道径流特征、河道输沙特征、潮汐特征、潮流特征、余流特征、波浪特征、含沙量特征、泥沙来源、盐度特征、悬沙粒径和底质粒径特征、瓯江南北口的分流和分沙特征、中水道和北水道的分流和分沙特征进行了分析,根据实测资料分析得到了瓯江口挟沙力公式,得到了平衡水深公式,为瓯江河口的工程开发建设和科学研究提供了基础资料。主要研究成果表明:(1)瓯江口的潮汐属正规半日潮类型,平均潮差在4 m以上,属强潮河口;(2)潮流属正规浅海半日潮流类型,呈往复流动,潮流动力强;(3)瓯江为少沙河流,多年平均年悬移质输沙量为205.1万t;(4)瓯江南北口的平均涨潮分流比为21%和79%,落潮平均分流比为26%和74%;(5)瓯江南北口的平均涨潮分沙比为20%和80%,落潮平均分流沙比为22%和78%。     

三峡上游建库对重庆河段泥沙淤积的影响

通过平面二维水沙数学模型,对三峡上游建库前后重庆河段的泥沙淤积进行了分析。结果表明,上游无库情况下,由于重庆河段在汛后蓄水期水位壅高,挟沙力下降,原有的汛末走沙规律将受到破坏,将造成水库运用初期的累积性淤积。随着水库运行时间的增长,部分浅滩河段将产生碍航问题。上游建库后,由于上游来水挟沙能力富余,在水库蓄水100年内,重庆河段长江干流呈现冲刷趋势,但支流金沙碛河段的淤积情况和上游无库时差别不大。     

曹妃甸港区规划测量水位控制的探讨

唐山港曹妃甸港区规划工程测量项目,测量范围东起大清河口(捞鱼尖),西至南堡西侧,向南测量至-20 m等深线附近水域,其岸线长达61 km,测量面积达到1 148 km<'2>,是一项超大型的测量工程.结合曹妃甸港区规划工程测量,主要阐述如何对临时水位站进行布设,以及如何解决曹妃甸理论最低潮面与当地理论最低潮面的转换关系.