台州湾海域水文泥沙环境及海床冲淤演变分析

文章结合台州湾海域历史上各年代、各测次的水文泥沙测验和实测地形资料,对该海区1934~1998年和1988~2003年2个不同时间长度内的地形变化进行了分析,结果表明:台州湾属于强潮海域,具有潮差大、潮汐动力强的特点;该海区在1988年以前处于略有淤积状态,而1988年后期处于冲淤基本平衡的稳定状况;椒江口内高含沙水体的往返运移对湾内水域冲淤变化的影响甚小;造成该海区海床变化的泥沙主要来自于浙江东海岸沿岸泥沙运动,随着来自长江口泥沙的逐年减少,该海域的海床形态基本趋于稳定,海域含沙量逐步降低,为台州市深水港的建设提供了良好的泥沙环境。     

多岛屿、多汊道环境下大型深水港建设中的水沙问题

洋山港海域多岛屿、多汊道,是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,潮汐水道以落潮流为主、高含沙量、强潮流,泥沙运动主要以悬沙为主。通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速在1.0 m/s,最大流速都在2.0 m/s以上,含沙量在1.0 kg/m3以上。根据其海域边界特点,利用任意三角形网格建立了能较好拟合洋山港海域边界的二维潮流泥沙及地形冲淤变化数学模型。应用2006年4月实测水文泥沙及地形冲淤资料进行了验证,验证结果表明,该海域潮位及定点同步垂线流速、流向、含沙量过程的计算值与实测值吻合良好,洋山港海域通道内地形冲淤变化情况和实测值接近,较好地复演了洋山港一、二期工程建设后海域流场、含沙量场和地形变化。     

多岛屿、多汊道环境下大型深水港建设中的水沙问题

洋山港海域多岛屿、多汊道,是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,潮汐水道以落潮流为主、高含沙量、强潮流,泥沙运动主要以悬沙为主.通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速在1.0 m/s,最大流速都在2.0 m/s以上,含沙量在1.0 kg/m3以上.根据其海域边界特点,利用任意三角形网格建立了能较好拟合洋山港海域边界的二维潮流泥沙及地形冲淤变化数学模型.应用2006年4月实测水文泥沙及地形冲淤资料进行了验证,验证结果表明,该海域潮位及定点同步垂线流速、流向、含沙量过程的计算值与实测值吻合良好,洋山港海域通道内地形冲淤变化情况和实测值接近,较好地复演了洋山港一、二期工程建设后海域流场、含沙量场和地形变化.     

杭州湾及洋山深水港动力和泥沙条件分析

杭州湾为强潮河口湾,在杭州湾喇叭口地形条件下,向湾内潮流逐渐增强。杭州湾水体泥沙主要来源于长江口,由于众多岛屿的掩护作用,湾内泥沙输移主要受控于潮流。洋山深水港水域动力和泥沙条件基本也遵循上述规律。杭州湾海域总体上呈冲淤基本平衡、略有淤积形势。据此分析了洋山深水港水域动力和泥沙输移特点,总结出深水港方案规划的16字方针:"封堵汊道、归顺水流、减少回淤、航行安全"。     

强潮海湾围垦工程对水动力的影响

近年来,经济需求、土地资源紧缺加上沿海地区大量可供围垦的滩涂,掀起了数次围填海热潮,给附近海域的环境带来不可逆转的影响,潮差越大的海域对围填海响应也越显著。强潮多汊道海湾主要受潮流控制,以一定的自我调节响应围填海带来的岸线变动、滩涂减少等变化,一旦围填海强度超过其自身调节能力,潮汐汊道将有消亡危险。三门湾是一个典型的半封闭式强潮多汊道海湾,湾内多级港汊深嵌内陆并与大面积舌状潮滩相间排列,长期以来的大规模围填海大大减少了三门湾潮容量,改变了湾内的水动力环境。     

洋山港颗珠山汊道水域水沙环境及对西港区建设的作用

基于多个时期的实测水文泥沙、地形资料分析了洋山港颗珠山汊道水域的水沙特征和地形冲淤变化,并论述了其对西港区建设的作用.研究结果表明:颗珠山汊道的涨、落潮主流存在分歧,涨潮主流位于颗珠山一侧,落潮主流偏向蒋公柱一侧,在一个全潮过程中落潮流占主要优势;颗珠山汉道对主通道的分流作用也日趋加强;目前颗珠山汊道处于一个发展比较缓慢而相对稳定的过程中;颗珠山汉道地形变化总体表现出冲刷形势;颗珠山汉道对缓解东口门的泄流、对西港区水深保持微冲状态以及对北港区水深的维护起到了一定的作用.     

某汊道交汇海域港口平面布置

汊道交汇海域港口工程位置特殊,受两股涨潮流汇合与落潮流分流交汇、周边工程及工程自身填海等影响,工程区水域水流复杂,港口平面布置存在其特殊性。分析汊道交汇海域港口平面布置的主要影响因素,对码头前沿线走向、工程陆域填海进行多方案比选论证,并通过工程潮流整体数学模型试验及泥沙回淤分析研究验证方案的合理性,最终提出与汊道交汇海域建港条件相适应的港口平面布置方案。     

曹妃甸工业区建成后甸头周边海域的冲淤演变

通过对比曹妃甸工业区建设前后的水下地形变化,可以了解其水沙运移规律和冲淤演变趋势,进而评价滩槽的稳定性及其对工程的响应。2006年和2012年的水深测量显示,曹妃甸深槽稳定性良好,在建设方案完成后,人工疏浚引起的地形下切幅度较大,范围分布在一号港池及周边、甸头深槽局部和东南海底拐点北侧海域。疏浚施工起动的海底泥沙作为主要泥沙来源,和自然冲刷来沙一起淤积在周边或沿岸海域,其中甸头东侧岸坡的少量泥沙向西沿岸输送并落淤在沿途,甸头西侧岸坡的泥沙主要堆积在一号港池西南侧防波堤根部。     

上海洋山深水港一期～三期港区回淤特征研究

基于实测水文和地形资料,开展洋山深水港一期～三期港区的回淤特征和回淤机理的分析,研究表明:洋山海域含沙量冬季高、夏季低,港区冬春季回淤强度略高于春夏季,回淤形式以悬沙落淤为主;一期港区流态平顺且潮流动力强,回淤强度相对较低,仅0.04m/a,二期港区紧邻汊道的分流、汇流口,潮流动力减弱,不利于泥沙输移,回淤强度可达1.32m/a,三期港区涨、落潮流在此扩散和汇聚,回淤强度也有0.47m/a,但是由于口门束窄,水深较深,港区基本无须疏浚维护。     

苏北辐射沙洲小庙洪水道人工深水航道建设条件分析

针对在苏北辐射沙洲海域是否具备建设深水航道条件有待深入研究的现状,围绕该海域即将建设的首条人工深水航道——吕四10万吨级深水航道建设工程,在归纳工程海区水沙运动特性和岸滩演变趋势的基础上,结合试挖槽回淤分析和水沙数学模型研究,对辐射沙洲南缘小庙洪水道深水航道的建设条件进行分析和探讨。研究结果表明:小庙洪南水道水流沿深槽、潮动力较强,含沙量总体不大,近期深槽格局相对稳定,为吕四10万吨级深水航道的建设创造了有利条件;正常天气情况下航道回淤强度不大,即使在5 a一遇大风作用下,航道回淤也并不太严重;小庙洪南水道基本具备10万吨级深水航道的建设条件。     

洋浦港区港口陆域填海岸线及航道走向优化中的水动力分析研究

海南洋浦港因扩建需要,规划了2种填海及港口布置方案,其中方案1仅填南浅滩的船厂部分,而方案2在1的基础上又将填海向南、向西填出更大的陆域面积且西部小产礁也将形成填海陆域.文章采用COHEREN-SED模型进行洋浦湾的潮流三维运动模拟.对比分析洋浦港区2个填海陆域规划岸线方案实施后的潮流场计算预测结果,得出方案2为合理方案这一结论.通过与位于本海域的6个潮流站和2个潮位站的对比验证,显示COHEREN-SED的计算结果与实测值较吻合,因此该模型能够用于该海域的潮流场模拟计算.     

江苏如东人工岛建设对周边水动力及泥沙冲淤的影响

在南黄海辐射沙洲这样一个水动力和泥沙环境都相当复杂的区域建设浅水人工岛,不仅要考虑人工岛本身的稳定型问题,还要深入地认识浅水人工岛建设引起的流场和泥沙冲淤是否造成目前潮流动力场和"水道—沙洲"系统格局的较大变异、自然演变的趋势性过程是否因人工岛建设而加速或逆转。通过整体潮流泥沙物理模型研究了西太阳沙人工岛工程对滩槽演变趋势的影响和工程区滩冲槽淤的短期波动,探讨了如东人工岛工程建设后,岛周围水动力和泥砂冲淤的变化规律,提出了相应的防冲措施。结果表明,拟建人工岛工程建设引起的水流动力变化主要在西太阳沙附近的浅水区,并局限在1.5倍人工岛直径范围内,对邻近水道深槽区的潮流动力没有影响。人工岛工程没有改变西太阳沙周边各水道潮流动力场格局,没有引致水道间潮流动力此消彼长的变化、未改变控制西太阳沙"水道-沙洲"系统演变的动力泥沙环境,西太阳沙核心部位的稳定主要取决于西太阳沙北侧潮流动力增强的自然演变过程。就人工岛建设而言,东北岛壁前沿有效的防冲护底措施对沙洲核心部位稳定和减少北水道深槽淤积泥沙来源均有积极意义。     

潮动力影响下辐射沙脊群的研究进展*

从形态、形成时间、生成机制、粒径分布和物质来源、沙洲演变和水道稳定性等方面简述潮动力影响下辐射沙脊群的研究进展。上千年前因泥沙进入辐射状潮流场而形成了体积庞大、呈辐射状分布的沙脊群。在复杂的潮动力作用下,辐射沙脊群呈现外部冲刷、中心淤积,各潮汐汊道趋于稳定的演化特点。提出今后可以将地质研究和水动力研究相结合,在潮流场模拟中加入泥沙模块,运用长周期数值模拟技术重现辐射沙脊群形成和演变的全过程,以弥补现有研究的诸多不足。     

洋浦港潮流场数值模拟

基于非结构网格下的有限体积法,运用SIMPLE算法和动量插值方法求解二维浅水方程,建立了河口潮流的水深平均二维浅水数学模型,在对模型进行大、中、小潮验证的基础上,对洋浦港LNG接收站码头工程实施前后的潮流场进行了数值模拟研究。研究表明:建设LNG码头前后海域的流场没有明显的变化,对附近海域潮流运动的影响很小。     

茂名市水东湾综合整治工程对水沙动力影响模拟研究

通过潮流泥沙及水体交换数学模型试验,模拟了茂名市水东湾综合整治工程实施后湾内流场变化、水体交换能力及泥沙淤积情况。研究结果表明,方案实施后,潮汐通道内平均流速最大可增加0.1~0.4 m/s,且湾内水体交换能力大幅提升,月交换率从现状的65%提高到86%左右。此外,由于湾内泥沙来源不足,方案实施后正常年淤积十分有限,平均年淤强仅0.15 m/a。总体而言,综合整治方案是有效的。     

南黄海辐射沙脊群悬沙特征研究

为了探明南黄海海域悬沙场的特征,以指导港口建设,通过人工神经网络,将平面二维潮流数值模型、天气图和水文测验数据联系起来,构建了平面二维悬浮泥沙模型。首先运用人工神经网络求出实测含沙量与水动力之间的函数关系,再把潮流模型和风场计算值代入此关系式,最后求出该海域含沙量平面分布。模型的计算结果表明:波浪掀沙和水流输沙是整个海域宏观水动力特征;西洋潮流水道处于冲刷状态,有利于深槽的维持;含沙量等值线与等水深线形状大体一致。     

秦皇岛海域水文泥沙特征分析

基于现场实测水文泥沙资料和水深测图资料,对秦皇岛海域的水文泥沙特征进行了分析。分析结果表明:研究海区靠近半日潮无潮点,潮差小,潮流动力较弱,水体含沙量低,泥沙来源有限,泥沙运动不活跃,岸滩整体保持稳定。秦皇岛海域水文泥沙环境较好,为海岸带开发利用提供了良好的条件。研究成果可作为本海域海岸开发利用的基础资料和依据。     

温州状元岙化工码头工程潮流泥沙数模研究

采用水动力泥沙条件、底床冲淤演变分析及二维潮流泥沙数值模拟手段,对拟建的温州港状元岙港区化工码头工程方案进行了研究。研究结果表明:(1)工程海区潮汐属于正规半日潮类型,为强潮海区;(2)工程海区潮流性质属于不规则半日浅海潮流,潮流运动呈往复流形式;(3)工程海域深槽多年来在波浪潮流作用下一直处于稳定状态;(4)规划的化工码头走向与涨落潮流走向基本一致;(5)规划的化工码头实施后工程附近海区的涨落潮流速呈增加趋势,码头前沿会略有冲刷;(6)化工码头建设对锚地流场没有影响;(7)化工码头工程方案是合理可行的。     

茅尾海航道开发潮流物理模型试验研究

茅尾海浅滩位于河流出口与潮水相互作用的区域,航道开发面临特殊的水流、泥沙问题。借助潮流物理模型试验,模拟整个茅尾海海域潮流情况,对开发航道方案流态、潮流场变化进行模型试验对比分析,对航道泥沙淤积问题进行计算分析。试验及分析结果表明:3个方案中,瓦泾江出口航道挖深最大,航道水流增加最大,淤积强度也最大,不利于航道维护;大榄江航道方案B利用深槽,挖深较小,水流变化也不大,但航道最大横流最大,不利于船舶航行安全。鉴于在河流出口与潮水作用浅滩开挖航道将面临落潮归槽水流影响、局部流速及淤积量增加较大、航道拐弯处横流太大影响船舶安全等问题,航道开发应尽量利用横流较小的深槽,可适当进行开挖。     

岱山西北海域海床冲淤演变分析*

根据不同年份的水深地形资料及遥感影像,采用GIS技术对近30 a来岱山西北岸线变化及海床冲淤进行数字化分析。同时,结合该海域的水文泥沙特征及人类活动因素,研究海底冲淤变化的主要影响因素。综合分析表明：2011年以前岱山西北海岸岸线稳定,岸滩经历了由滩淤槽冲转为滩冲槽冲的动态演变过程,除岱山西部与大鱼山之间的槽沟局部地形变化较大外,其它海区冲淤速率不到10 cm/a,整个海域的侵蚀速率有加速趋势。2011年之后,岱山北部开始实施大规模围涂工程,岱山西北近岸5 m等深线以浅的岸滩发生1.75 m/a的淤积,而计算范围内的其它海区仍以微侵蚀为主。岱山西北海域泥沙主要以过境输移为主,长江来沙量的减少和近年围垦活动的增加是该海域海床冲淤演变的两个主要影响因素。