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。     

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。     

透空块体安放方式对堤身稳定性影响试验研究

随着人们环保意识的增强,自然石料来源越来越紧缺的前提下,透空块体将作为水运、水利及围垦工程的主要替代材料。然而透空块体的安放方式是影响堤身结构稳定性的重要因素之一。本文针对某一围垦工程的促淤堤,采用物理模型试验,研究了透空式四面体和透空式六面体其安放方式对堤身结构的稳定性影响,并在堤身稳定条件下测试了两种透空块体的空隙率。结果表明,对于透空式四面体由于块体之间的勾连性差,必须采用上下套叠安放才能保持堤身稳定,施工难度极大;而透空式六面体只需保持一定的间距,避免大面积块体水平叠放,即可满足稳定要求,且空隙率较传统抛石高,节省用料。     

航道整治工程软体排压载体的水力特性

软体排是航道整治工程中的基础结构,其水力特性直接影响航道整治工程的护滩效果。通过建立水槽模型,研究软体排压载体附近流场结构、回流区长度、近底流速、紊动流场、切应力等水力特性。结果表明,设置软体排压载体后,近底流速和回流区流速减小,上层流速和水流纵向紊动强度增加,近底层的切应力则明显减小。压载体的设置有利于调节近底水流流态、促进泥沙落淤,提高工程边滩守护效果。     

专利名称:抗浪、减流、促淤、固沙的齿形结构块体

<正>专利类型:实用新型专利号:ZL 2013 2 0269840.9专利权人:中交第一航务工程勘察设计院有限公司技术领域:本实用新型属海港工程、江河整治工程中堤坝类水工建筑物中的一种抗浪、减流、促淤、固沙的齿形结构块体。可用于混合堤上部结构,也可用于有基床的直立堤堤身结构。适用于港口防波堤、航道整治建筑物等     

植物不同排列方式对明渠水流影响的试验研究

对相同密度的植物在同一水流条件下采用标准、交错和等差三种不同排列方式进行水槽试验,分析了植物对水流的时均流速、紊动强度及雷诺应力的影响。结果表明三种排列情况下在植物区顶部h/hv（水深与植物淹没高度比）=1.0处,流速分布均呈现＂（＂形状,流速大小在植物区顶部出现反转;在植物区顶部的垂向紊动强度在数值上要明显小于纵向和横向紊动强度;在植物顶层附近雷诺应力达到最大值,从顶层往下,雷诺应力先急剧减小,在到达h/hv=0.6时再缓慢减小,到达槽底附近时标准排列和等差排列雷诺应力接近于0,出现最小值,而交错排列则在槽底附近出现极大值。     

长江上游分汊河段不同深度水流的紊动特性研究

分汊河段水流的紊动特性对河床冲淤变化和鱼类生境有重要影响,而关于分汊河段水流紊动特性的水平分布的研究较少。为了厘清分汊河段水流的紊动特性,以长江上游部分河段为原型,开展概化模型试验,并对不同深度水流的3个方向(纵向、横向和垂向)的时均流速、紊动强度及紊动能的水平分布特征进行研究。结果表明：分汊水流在分流和汇流区域有低流速区,该区域的水流紊动较强。不同深度水流的紊动强弱与滩体水平剖面面积呈正相关关系,与河床的距离呈负相关关系;近底水流的强紊动区域较为分散;上层水流的强紊动区域较为集中。     

深水直立堤明基床护坡和护肩块体设计

为了确定深水直立堤明基床护坡和护肩块体的稳定质量，总结了国内外现有计算方法，并结合实际工程的2D和3D物模试验数据进行对比。结果表明：1）在长周期大波浪条件下，JTS 154—2018计算所得的护坡块石质量偏大，说明国标的计算方法在该波浪条件下已经不再适用。2）正向浪条件下，改进的Tanimoto公式计算所得堤身护坡块体稳定质量偏小，建议设计中应适当保守考虑。3）根据改进的Tanimoto公式，随着波浪入射角（＜90°）增大，堤身护坡块体的稳定质量显著增大。4）重要工程应通过物理模型试验论证设计方案的合理性。     

软土地基上斜坡式防波堤断面稳定性的物理模型试验研究

坐落于软土地基上的斜坡式防波堤结构会产生较大的地基沉降,通过物理模型试验研究在软土地基上地基沉降量较大的情况下,斜坡式防波堤堤身和护面块体的稳定性.试验结果表明,较大的地基沉降量对斜坡堤堤身和护面块体稳定的影响有限.     

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。     

大连长兴岛北港区自然条件分析与泥沙淤积计算

文章对大连长兴岛北港区的自然条件进行了分析,并运用TK-2D软件建立了考虑波浪影响的平面二维潮流泥沙数学模型,对工程造成的流场变化和港区泥沙淤积进行了数值模拟计算。结果表明,总体规划方案实施后,码头泊位区流速减小,东西防波堤之间的内港池流速明显减小;内港池内涨潮存在环流现象。各部位泥沙年淤积强度在0.25 m以内;全港淤积量80万m3/a,全港平均淤强0.10 m/a,没有泥沙骤淤问题。经过比较,从潮流泥沙角度考虑,对比各规划方案以方案2为最佳。     

温州石化基地30万吨级航道选线研究

采用水动力泥沙条件分析、冲淤演变分析、航道轴线平均水深与开挖深度统计、基建工程量计算、二维潮流数学模型计算、航道年淤积强度与淤积量计算、航道骤淤计算、三维潮流数学模型计算、通航安全分析等多种手段对温州石化基地30万吨级航道多条轴线方案进行了比选研究。根据航道轴线自然淤积厚度、航道天然平均水深、航道平均开挖深度、航道首次开挖量、航道长度，大潮最大流速与航道轴线交角、最大横流速度、航道年平均淤积强度、航道年淤积量、航道平均骤淤强度、航道段最大骤淤强度及通航安全（航道拐点、附近有无岛礁）等多项指标对航道轴线方案进行了选择。研究结果认为与涨落潮流方向基本一致的直线方案为最佳航道轴线方案。     

连云港港15万吨级航道回淤观测研究

开展了连云港港15万吨级航道实际回淤观测,结合水文泥沙条件,对常年和大风天的回淤特征和影响因素进行了研究。研究表明,连云港港15万吨级航道年回淤量约为607×104 m3,与15万吨级航道初步设计预测值基本相近;回淤分布与7万吨级航道相似,最大淤强位于外1段,约为1.86 m/a。大风天航道回淤呈现3阶段变化特征,具有先淤后恢复的特征,风后的局部淤积是暂时的,需要疏浚的实质性回淤很小。依据15万吨级航道实测回淤特征,建议30万吨级航道宜结合港区在东西连岛口门建设防波堤,以减小回淤峰值区段淤强。     

高桩码头桩后回淤对桩的影响数值分析

以某国际集装箱码头为例,利用ABAQUS有限元分析软件,采用Mohr-coulomb准则,建立了高桩码头与土相互作用的三维数值模型。分析在不同回淤深度下对桩基的影响情况。分析结果表明:高桩码头桩后回淤对结构产生不利影响。当回淤深度大于3 m时,在距离桩顶2 m位置处,桩基的拉应力最大值大于抗裂应力,结构出现裂缝。     

珠海中燃桂山油库多点系泊码头技术改造潮流数学模型研究

利用TK-2D软件,建立了伶仃洋内外整体二维潮流数学模型和桂山岛附近工程区局部二维潮流数学模型,采用最新的水文资料对整体模型和局部模型都进行了验证,在验证的基础上,对珠海中燃桂山油库多点系泊码头技术改造项目的3个平面方案的潮流场进行了模拟,对泥沙回淤和骤淤进行了计算和分析。研究结果表明:工程方案实施后,3个方案的航道涨落潮平均流速变化仅为0.01 m/s,涨落潮平均流向不变。港池(调头地和泊位)开挖后涨落潮流速减小,不需开挖的(方案2的港池和方案3的调头地)则涨落潮流速不变;3个方案港池(泊位、调头地)和航道的平均淤强分别为0.06 m/a、0.02 m/a和0.02 m/a,淤积量分别为4.7万m3/a、1.2万m3/a和1.4万m3/a;工程骤淤问题很小,不致形成骤淤;从潮流场和泥沙淤积角度考虑,以方案2为最优,但考虑到3个方案淤强和淤积量值都不大,因此3个方案都是可行的。     

重力式码头建设对水沙环境的影响

针对重力式码头和工程区域的特点,建立二维潮流泥沙数学模型,采用实测资料对模型进行验证,研究工程建设对东山湾水动力、泥沙环境的影响,为项目选址及方案布置提供依据.结果表明,工程建设前后东山湾大范围潮流场格局基本不变,变化主要位于工程附近;悬浮泥沙增量影响范围集中在工程东侧;工程前沿回淤范围较小,最大淤积强度约为12cm/a.总体来说,工程的选址及方案设计是可行的.     

淹没阶梯形丁坝水流结构PIV试验研究

阶梯形丁坝在航道整治中应用广泛,但其水流结构研究仍不充分.基于PIV室内水槽试验,探讨阶梯形丁坝区无量纲纵向时均流速u+、紊动强度T+u、雷诺应力R+和紊动能E+的分布规律.结果表明:丁坝水流在纵剖面上可划分为顺流区、回流区和过渡区,丁坝内侧至一级丁坝坝头各剖面u+高速区位于坝顶上部,低速区和回流区位于坝顶下部;丁坝外...     

波浪作用对淤泥质河口边滩促淤后淤积影响研究

受波浪掀沙作用影响,河口边滩工程促淤效果的合理预测始终是工程泥沙研究的难题之一。在文献[1]提出的淤泥质河口边滩促淤后淤积预报模式的基础上,就波浪作用对工程促淤效果影响进行了研究。通过建立长江口—杭州湾海域的平面二维水沙数学模型和波浪模型,计算不同波浪场作用下促淤工程区泥沙淤积强度。藉此,定义了波浪作用引起的淤积影响系数k0,并建立了系数k0与相对波高(波高水深)的关系。由此,结合促淤区内分级波浪数值模拟结果,给出了综合反映促淤区1 a内各级波况的影响系数统计平均值k0,并将k0代入文献[1]提出的淤泥质河口边滩促淤后淤积预报模式,结果表明促淤区年淤积强度计算值与实测值吻合较好。     

北仑电厂码头改扩建工程潮流泥沙数值模拟

运用平面二维水流泥沙数学模型,分别建立了包含金塘水道大范围以及拟建工程区小范围水域的潮流泥沙场,其中大范围模型为小范围模型提供边界条件。计算结果表明:改扩建工程使周边局部海域流场减弱,但影响范围有限,流场变化主要集中于改扩建码头西侧及其后沿驳船码头港池开挖区水域,涨、落急流速变幅在13.3%以内,流向变化值小于8.3°。码头后沿的浅滩区是主要泥沙淤积区,改扩建码头前沿平均淤强约0.76m/a,淤积量2.5万m3/a,驳船泊位区平均淤强1.42m/a,淤积量5.9万m3/a。鉴于岸坡浅滩仍是主要的淤积区,建议保持定期疏浚,以免淤积前伸对驳船港池和码头前沿造成不利影响。