新型空心块体促淤堤断面波浪特性试验研究

依据长江口南汇边滩促淤工程的波浪条件及物理模型试验方法对新型空心块体促淤堤的断面波浪特性开展研究,结果表明:1)单质量3 t的空心四面块体促淤堤堤身孔隙率约为66%;2)波能消减率随着堤身高度的增加线性增加,波高消减率随堤身高度增加的变大速率较波长消减率平均快4倍以上;3)与传统抛石加护面块体促淤堤相比,空心四面块体促淤堤具有"堤身对地基压载显著减小"、"施工简便"、"强风浪作用下生存力强且修复简便"以及"有利于重复利用"等优点;4)提出了一种特定条件下的空心四面块体促淤堤的临界稳定断面形态,在该临界断面条件下,每100 m促淤堤块体数量约为3 210,水位较低时其消浪效果较传统抛石加护面块体促淤堤略差,但水位较高时其消浪效果接近甚至显著超过传统促淤堤。     

一种新型透空式潜堤消浪促淤特性试验研究

通过物理模型试验的方法,采用规则波和不规则波对新型空心立方体潜堤进行一系列消浪特性研究。同时,对2种不同空心率的空心立方体潜堤和实心堤透浪系数进行试验对比。对实验数据的统计分析结果表明:当选取合适空心率时,空心立方体堤的消浪效果与实心堤的消浪效果基本相同,并能达到一定的促淤效果,说明选取空心立方体作为潜堤堤身结构材料的方法是合理且有效的。     

新型透空式六面体在南汇东滩促淤二期工程中的应用

基于已有的研究数据,为降低海岸工程对天然材料的依赖度,寻找可替代的人工材料,同时降低工程成本。将大体积新型六面体应用在南汇东滩促淤二期工程中,构筑透空潜堤,代替以往以抛石为代表的实心潜堤,同样能起到消浪促淤的效果。     

瓯江河口及温州浅滩冲淤演变分析

基于瓯江河口和温州浅滩多年实测水文泥沙及地形水深资料,研究其冲淤演变特征。结果表明:瓯江流域径流量呈现年际、洪枯流量差别大的特点,此特性对瓯江河床冲淤变化起着至关重要的作用;瓯江口外及温州浅滩区域由于风浪作用引起泥沙再悬浮,导致其含沙量增大;瓯江河口地形表现为"洪冲枯淤"的特点,尽管河床纵、横向冲淤变化频繁,但河床冲淤幅度和河道容积在年间与年内变化不大,相对稳定;而温州浅滩则处于不断淤涨状态。特别是近期的人工围垦工程的建设进一步加大了其淤积速度,浅滩内普遍发生淤积,其中浅滩南端、北段及邻近灵霓大堤附近淤积最甚。同时,温州浅滩靠南口水道部分由于灵霓北堤建设及完成后封堵了其北侧上浅滩的潮量,从而加大了大、小霓屿岛间进入浅滩的潮量,使得其在1999—2010年间处于冲刷的状态。     

离岸潜堤在海岛沙滩整治中的应用

在海滩整治与海岸防护中,离岸潜堤是一种运用较为广泛而有效的手段。本工程以福建某海岛沙滩整治修复工程为例,数值模拟了离岸潜堤的养滩促淤效应,并针对性的提出了分段式离岸潜堤的建设方案。     

新型透空式块体促淤堤断面阻力特性试验

针对一种空心四面块体促淤堤断面开展阻力特性的试验研究,并与传统抛石加护面块体促淤堤试验结果进行了对比。结果表明：1)当水流雷诺数较小、可以形成促淤堤的非淹没状态时,在同一水流雷诺数条件下,空心四面块体促淤堤断面阻力系数可以用2段折线表达,折线的拐点基本对应于促淤堤的临界淹没状态,随着水流雷诺数增大,2段折线的斜率逐渐趋同;2)当水流雷诺数较大、无法形成促淤堤的非淹没状态时,在同一水流雷诺数条件下,空心四面块体促淤堤断面阻力系数可以用单一直线表达;3)提出可用于计算空心四面块体促淤堤断面阻力系数的方法,该方法也适应于一般透水堤。     

规则波作用下组合式潜堤消浪性能试验研究

通过物理模型试验对梯形和矩形组合式潜堤的消浪性能进行研究,比较组合式潜堤与单排布置潜堤的消浪性能,分析堤顶水深、波高、间距及组合堤排数等因素对潜堤透射系数Kt的影响。试验结果表明:组合式潜堤的透射系数随着堤顶水深的增加而增加,随着波高的增大而减小;组合式潜堤排数越多消浪效果越好,可根据实际工程需要恰当地选择潜堤的布置排数。     

不规则波作用下双潜堤透射系数的试验研究

潜堤是一种消浪效果较好的建筑物,但在实际工程中,部分单潜堤不能满足堤后波高要求。通过物理模型试验研究双潜堤结构对消浪的影响,分析入射波高、相对淹没深度和波陡等影响潜堤透浪系数的相关因素。结果表明,潜堤淹没深度越大,透射系数越小,消浪效果越好。随着波陡的增加,潜堤的透射系数会减小。将试验结果与多个透浪系数的经验公式进行比较,验证了杨正己公式的适用性,可分别计算双潜堤的堤后波高。     

九段沙北侧输沙对长江口深水航道的影响

为了研究南汇边滩促淤圈围工程对长江口九段沙滩面输沙和南导堤越堤水沙运动带来的影响,在长江口整体潮 流河工模型上,采用定床输沙物理模型试验方法,研究了九段沙沿程滩面泥沙起动后的跨槽越堤输移,根据底沙在北槽的 分布分析了促淤圈围工程对北槽航道的影响。研究表明：无论有无圈围工程,九段沙的底沙均能够越堤进入长江口深水航 道,但促淤工程使九段沙头部进入北槽航道的泥沙略有减少,九段沙中部进入北槽航道的泥沙略有增加。     

跨江大桥对天星洲尾演变的影响及护滩对策

天星洲是长江下游的江心洲，拟建常泰长江大桥北侧桥墩布设与天星洲尾相毗邻。通过物理模型试验，研究常泰长江大桥的建设对天星洲尾演变的影响。结果表明，常泰长江大桥建设后，天星洲尾冲刷幅度较工程前有所增加，不利于天星洲夹槽的稳定，需要对天星洲尾进行护滩守护。与潜堤高程较高的护滩方案相比，低潜堤方案引起天星洲沙尾附近流速增幅稍小，幅度一般在0.03 m/s以内，引起天星洲夹槽流速减幅稍小，幅度一般在0.02 m/s以内，更有利于天星洲尾的稳定和七圩临时航道的水深维护。工程实施可守护天星洲尾，七圩临时航道桥位下游附近略有冲刷，有利于航道水深维护。     

潜堤对平均沿岸流及沿岸流不稳定的影响

潜堤是防止海岸侵蚀的常用护岸建筑物,准确的掌握潜堤前后水动力特性十分必要.本文以斜坡上梯形潜堤为研究对象,基于港池沿岸流实验,通过变换潜堤的位置来分析潜堤对平均沿岸流的影响,通过增加潜堤来观察其对沿岸流不稳定波动频率的影响.结果表明,潜堤离岸越近,垂直岸方向的沿岸流分布有向岸偏移的趋势,同时,会使得沿岸方向上游流速增加越大,使总的沿岸方向的流速分布更均匀;增加潜堤会使沿岸流不稳定某些频率的波动明显加强,同时也会使沿岸流不稳定波动出现新的高频部分.     

空心四面块体促淤堤近底水动力特性试验研究*

依据长江口某促淤工程的设计条件及物理模型试验方法对空心四面块体促淤堤近底水动力特性开展研究。结果表明：1）近底紊动强度最大值所在位置、近底水平时均流速最小值所在位置以及近底水平时均流动方向的转变位置基本重合;2）对于某种具体堤型而言,在相同单宽流量条件下,随着相对水深的变化（至少在本文试验范围内）,其紊动强度最大值所在位置比较稳定;3）与抛石加护面块体促淤堤相比,透水性较好的堤身结构近底紊动强度最大值所在位置会更加远离堤轴线,可使局部冲刷坑更加远离堤轴线,对堤身结构稳定有益。     

可渗潜堤波浪透射系数试验研究

针对实际工程中广泛应用的潜堤结构,采用断面物理模型试验的方法,对规则波作用下波浪与可渗潜堤的相互作用进行研究,讨论了淹没水深R_C与波高H之比R_C/H、波高H与周期的平方T~2之比H/(gT~2)、堤顶宽度B与波长L之比B/L、潜堤坡度m以及堤心石粒径D与波高H之比D/H等无因次参数与潜堤堤后透射系数K_t的关系。在前人研究成果的基础上,提出了改进的经验计算公式,为潜堤的工程设计提供理论参考。     

桩基挡板透空堤与潜堤消浪特性数值计算研究

为改善港内水域平稳度,本文采用Fluent软件建立桩基挡板透空堤与潜堤的数值波浪水槽联合模型,在设计高水位及2年一遇波浪组合下,计算潜堤断面尺度(坡比、堤顶宽度、堤身高度)和潜堤位置变化的120组试验工况,研究潜堤的消浪特性,得到潜堤位于距透空堤1/6波长位置与潜堤高度2.5 m能够改善水域平稳度,满足堤后H4%波高均小于0.6 m。     

大连太平湾港区人工湖工程水体交换数值模拟研究

通过水动力及水体交换数学模型试验,模拟了大连太平湾港区人工湖工程实施后的流场特征及水体交换能力。研究结果表明,湖内水体流动仅靠纳潮,流速整体均较低,大潮平均在0.2 m/s以内。湖区内流速分布呈口门附近略高,末端接近静水的趋势。口门拦水潜堤高程越高,湖内流速越低。湖区口门附近交换率较高,末端交换率很低。太平湖不建潜堤条件下,月交换率可达86%左右。如拦水潜堤顶高程抬升,则月水体交换率降低,当潜堤高程为85基面上+1.0 m时,月交换率仅为29%,拦水潜堤的高程决定了水体交换能力的量级。     

厦门港嵩屿港区潮流特性物理模型试验

厦门港嵩屿规划港区位于两股潮汐水流分流、汇流处,水流流态复杂导致规划码头岸线前沿水域存在缓流区和回流区。涨、落潮流态对港区平面布置十分敏感。岸线方案如不能满足两股水流的分流要求,将在码头前沿水域产生大尺度回流区或导致泥沙严重回淤。进行24组物理模型试验,确定嵩屿港区布置方案。现场实测资料表明,物模试验成果能较好地预测嵩屿港区建成后的水流条件。     

基于δ-SPH方法的多孔潜堤共振反射数值模拟研究

基于δ-SPH方法,通过在控制方程中引入介质阻力项,建立波浪与多孔潜堤相互作用的数值波浪水槽。对比数值模拟结果与物理模型试验结果,发现二者符合良好,验证了数值模型的可靠性。通过数值算例分析,研究了波浪参数、多孔潜堤参数等对双排梯形多孔潜堤Bragg共振反射的影响。研究表明:当入射波长约为2倍潜堤中心间距时,潜堤发生主频共振反射;波浪未破碎情况下,入射波高的变化对共振反射影响较小;降低堤顶水深、增加潜堤中心间距或增加潜堤宽度能够增强共振反射;当梯形潜堤顶宽固定时,主频反射系数随坡度增大而减小,当潜堤底宽固定时,主频反射系数随坡度增大而增大。文章数值模型能够有效模拟波浪与多孔介质潜堤的相互作用,可为工程设计提供参考。     

网格结构对桥墩周围冲刷坑的促淤效果研究*

减少冲刷坑深度是桥梁设计与维护中常面临的一个重要问题。为了进一步探明促淤网格的安装位置等对桩墩局部冲刷坑促淤修复效果的影响，通过水槽试验研究促淤修复率随促淤网格安装位置、网孔大小等要素的变化特征。结果表明：促淤修复率受来流强度的影响不大，受网格的相对安装位置影响很大；为提高促淤网格的稳定性和促淤修复效果，促淤网格应安装在沙波波谷以下尽可能高的位置，以获得尽可能大的促淤容量，增大网格的促淤深度；网格的相对网孔孔径越小，网格安装位置对冲刷坑促淤修复效果的影响越显著。最后，提出了促淤网格防护下的最终促淤深度计算公式，为今后促淤网格的工程应用提供参考。     

汕头深水港外导流防沙堤稳定性试验研究

该项研究分别采用规则波与不规则波两种试验方法，通过有胸墙及无胸墙墙潜堤的对比试验，从不同角度对汕头深水港外导流防沙堤的稳定性进行了论证。试验结果表明，规则波的试验结论与实际情况不符，在不规则波作用下原设计断面是不稳定的，其失稳率远超出允许的标准。潜堤及设置了胸墙的潜堤均有其特殊性不能用一般斜坡堤及无胸墙潜堤的标准去判断有胸墙潜堤的稳定性。本文就潜堤设计与试验中的有关技术问题进行了探讨，有关试验成果     

不同因素对潜堤波浪传播的影响

针对波浪穿过梯形潜堤时的波浪形态沿程变化问题,以梯形潜堤为研究对象,通过二维水槽试验,研究梯形潜堤上规则波的传播特征。以比波高为参数分析不同波浪要素(波高、周期和水深等)对波浪传播变形的影响。试验结果表明,其他条件不变时,入射波高越大、波浪周期越小、堤顶淹没水深越小时,波高在潜堤上方衰减越明显。在有足够水深,且波高较小时,波浪对潜堤均有良好的穿透性;波高较大时,波浪在潜堤上部发生破碎,波浪穿过潜堤后波高衰减,此时潜堤的消波作用明显;在波浪不发生破碎情况下,较长周期波浪在潜堤顶部比波高增大,且出现双峰值。