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。     

防波堤

用于防御波浪、泥沙、冰凌入侵，以使港口有足够的水深和水面平稳的水工建筑物。对于保护港池岸线不受冲蚀、防止港池淤积也有一定作用。防波堤的建设会改变原海岸线的动力平衡，在进行防波堤平面布置和口门选择时，要尽可能减少港池内的回淤，要力求使口门朝向与风浪、流的方向交角最小，     

防波堤波浪越顶对港内波高的影响

较低顶高程的防波堤波浪越顶会对港内波高产生影响。针对某一具体工程实例,进行防波堤波浪越顶后透射波 高的断面和整体模型试验,结果表明：斜向浪（45°以下）作用下,堤后透射比波高随着距防波堤距离增大而逐渐消减,当 水工结构物距防波堤较远时,透射波高远小于断面试验结果;局部防波堤波浪越顶对港内波高的影响明显小于全部防波堤 波浪越顶情况。     

半透空沉箱式防波堤的消波性能试验研究

提出一种新型防波堤——半透空沉箱式防波堤。在玻璃水槽中进行系列水工模型试验,量测在不同波高、周期波浪作用下,半透空沉箱防波堤前后的波浪特征参数,分析半透空沉箱防波堤对不同特征波浪的反射率,波浪周期与波浪尖锐度之关系。探讨该防波堤结构的消波原理与性能,根据试验分析结果,选出最优的透空率及内置斜坡坡度,试验结论可为开敞式港区码头的防波消波方案设计与规划提供一种新思路。     

长周期波影响的河口防波堤施工技术

波浪是影响沿海防波堤最重要的水动力因素之一，长周期波能够穿透可透浪防波堤，对防波堤防护内的水动力环境产生极大影响，给防波堤等水工建筑拆除及新建施工带来一定的困难。针对西非某运河口门处防波堤工程，根据其处于长周期波影响环境下、水上施工困难等问题，分析防波堤各分项工程的施工特点、难点，并制定相应的解决方案，最终顺利完成防波堤的改建施工。     

防波堤及堤前防护结构周围波浪场的数值模拟

本文求解Navier-Stokes方程,并结合SGS湍流应力模型,用CLEAR-VOF法跟踪自由水面,构造了二维数值波浪水槽.通过在防波堤迎浪侧堤脚前布置排桩构成防冲刷结构,可以对使入射波浪部分反射和衰减,从而减小入射波浪对防波堤堤脚的冲刷作用.本文用数值波浪水槽模拟了波浪在堤前防护结构上的反射和透射,研究了这些防护结构减小堤脚基础附近底床剪切应力的效果,探讨了防护结构的优化尺寸.     

交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程实验室

<正>港口水工建筑技术国家工程实验室是国家发展改革委和交通运输部为加快水路交通运输行业技术创新体系建设,提升行业整体创新能力组织实施的建设专项。港口水工建筑技术国家工程实验室依托单位为交通运输部天津水运工程科学研究院,组建单位包括天津大学、中交第一航务工程勘察设计院有限公司、中交第一航务工程局有限公司等九家单位。实验室主要开展波浪潮流泥沙对港口通航安全影响及防治技术、深水码头及防波堤新型结构设计与     

汕头港广澳港区防波堤顶高程计算及模型验证

防波堤顶高程是决定防波堤造价的主要因素之一。为有效控制投资,通过采用斜向浪折减、波浪爬高方法计算堤顶高程,并进行模型验证分析。得出在2 a一遇的波浪作用下,防波堤顶高程的降低对港内泊稳条件的影响很小。因此,在确定防波堤顶高程时应结合其功能特点、使用、防护要求,选择合适防波堤高程控制标准及计算方法,进而确定防波堤的顶高程。     

斜向长周期涌浪作用下斜坡式防波堤结构稳定性优化

海外港口工程大部分位于以长周期涌浪影响为主的海域,长周期涌浪对防波堤的作用尚未得到全面认识和研究,尤其是斜向入射的情况。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪局部整体物理模型试验,对斜向长周期涌浪作用下斜坡堤结构的稳定性进行了研究,并根据试验结果对原方案进行优化,提出了稳定的斜坡堤结构。研究结果表明,斜向波浪作用时,相同水深、波向以及波高情况下,入射波浪周期越长则护面块石失稳率越大;相同水深、波高以及波浪周期情况下,波浪15°角斜向入射时沿堤形成的沿堤流对护面的冲蚀破坏作用比波浪基本顺向入射时的情况更为强烈,护面块石失稳率相比较大。     

港内波浪要素数学模型计算

在港口工程施工过程中,一般会在港口的外侧布置防波堤来进行保护,降低港区受波浪的影响。为了保证波浪堤的防护效果,需要对港内波浪要素进行计算。文章以50年一遇极端高水位各计算工况及2年一遇设计高水位各计算工况为例,使用MIKE 21 BW模型对港内波浪要素进行计算和分析可知:波浪从W向入射时港内绕射程度最大,波浪从W向入射时港内波高最大。     

扭王字块预制及安装质量控制措施

在港口防护工程和防波堤中扭王字块发挥着非常重要的作用。具有波浪爬高低、空隙率高、块体结构稳定、消波性能好等优点。扭王字块式作为防波堤中非常关键的工序,发挥着非常重要的作用。文章以实际工程为例,对扭王字块预制施工进行了分析,然后对扭王字块安装质量控制措施进行了探讨,保证了扭王字块质量的控制工作,可供参考。     

拦沙防波堤解决也门港淤积问题

也门Ash Shihr港位于亚丁湾。考虑夏季季风期间会产生6.4m高波浪，故将进港口门布置在港口东侧，以最大限度减少港池中波浪搅动。但又致使大量西来沿岸漂沙回淤港池并在口门东侧形成沙洲，最后将淤堵港口。为此，德尔夫特水工研究所(Delft Hydraulics)进行了港池防淤研究，提出旁泄式维护性疏浚、重新布置口门、建屏蔽式拦沙防波堤等多种解决方案。最后采用600m屏蔽式拦沙防波堤方案。经实际运用表明，工程质量很好，达到设计要求，并成功拦截沿岸漂沙淤堵口门。     

深水防波堤设计方法初探

根据世界各国港口建设向深水区域发展的趋势,在自然条件更为恶劣的海域建造防波堤势在必行。综述国内外有关深水防波堤新结构和新技术的研究及应用概况,并结合近年来国内有关研究成果,对波浪作用下深水斜坡堤和深水直立堤在结构选型,以及设计原则、方法和构造要求等某些关键性技术问题提出建议,以供设计参考。     

交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程实验室

<正>港口水工建筑技术国家工程实验室(以下简称"实验室")是国家发展改革委和交通运输部为加快水路交通运输行业技术创新体系建设,提升行业整体创新能力组织实施的建设专项。实验室依托单位为交通运输部天津水运工程科学研究院。实验室主要开展波浪潮流泥沙对港口通航安全影响及防治技术、深水码头及防波堤新型结构设计与施工技术、地基基础稳定性及安全监测技术、码头结构检测评估与加固技术4个方向的科学研究、技术研发和成果转化工作。实验室拥有多方向不规则波模拟、港口航道防淤减淤、港口工程检测评估、波浪-结构-地基耦     

基于Orcaflex的浮式防波堤水动力分析

采用凝集质量法对浮式防波堤系泊缆有效张力进行求解,利用大型水动力分析软件Orcaflex建立浮式防波堤模型,求解分析不同波浪方向作用下浮式防波堤整体水动力性能及系泊缆有效张力变化情况,并针对浮式防波堤端侧缆失效后情况进行对比分析,得出在方向为67.5°的波浪作用下横摇运动最为剧烈,且浮式防波堤两端缆绳的张力在两种浪向下均大于两侧缆绳张力等结论。分析结果对浮式防波堤安全建设及使用提供一定理论依据,对浮式防波堤在港口建设中的应用具有较好参考价值。     

防波堤波浪透射系数现场观测及透射系数公式的验证

长周期波是影响港口工程结构设计的一个重要因素。其波浪特征不同于一般风浪及短周期波,波长较长,具有极强的穿越可透浪防波堤的能力,影响港内波况,而实测防波堤透射系数的方法少有人研究。文章针对港内波浪成分复杂的特点,利用方向谱区分不同方向波浪的特点,提出了一种现场实测防波堤波浪透射系数的方法,并基于现场实测结果验证了试验所得防波堤的透射系数计算公式。     

波浪作用下沉入式大圆筒防波堤的稳定性模拟与研究

分析了沉入式大圆筒防波堤的受力情况 ,推求了通过水工模型试验研究其在波浪作用下稳定性的相似比尺关系 ,介绍了模拟研究的经验和体会。     

桩基挡板式防波堤内的泊稳状况研究

以某港扩建工程设计方案为范本,通过整体水工物理模型试验,观测到大量的桩基挡板式单突堤在不同工况波浪作用下港内的泊稳数据,并对这种较为特殊的防波堤的防护效果及影响因素进行了较为完整的分析,试验结果为工程设计提供了很好的参考依据,同时对类似环境条件下的建港工程具有借鉴意义。     

涌浪条件下斜坡式防波堤堤脚块石稳定性

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,防波堤在涌浪作用下的稳定性尚未得到全面认识。对于斜坡堤,除了护面对其稳定性至关重要外,堤脚对其稳定性也很重要。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪断面和局部整体物理模型试验,对涌浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性进行了研究。根据试验结果,对比正向和斜向波浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性结果,重点分析了斜向波浪作用下斜坡堤堤头圆弧段堤脚块石发生破坏的原因及其随入射波浪周期和水位的变化关系,并对原方案堤脚进行了优化。     

涌浪条件下斜坡式防波堤越浪量的对比分析

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,涌浪对防波堤的作用未得到全面认识。越浪量一直是斜坡堤设计中需要重点考虑的问题,其直接关系到结构的安全和使用。以某一具体港口防波堤工程为例,对其防波堤进行了波浪断面和局部整体试验,研究涌浪作用下斜坡堤(单坡、无挡浪墙)的平均越浪量,并与计算结果进行对比分析。研究结果表明:1)断面试验和局部整体试验结果表明斜坡堤越浪量随着波浪周期的增大而增大,而国内规范公式计算结果随着波浪周期的增大而减小。2) EurOtop公式越浪量计算结果不考虑波浪周期的影响; ANN(人工神经网络)方法越浪量计算结果也随着波浪周期的增大而增大。3)总体上,ANN方法越浪量计算结果与物理模型试验结果的吻合程度均明显好于国内规范公式和EurOtop公式计算结果。