滨海滩涂动态演变数值模拟研究及应用

基于潮流泥沙数学模型和滩涂动态平衡与人类活动前后水沙因子变化的经验关系,建立了长历时滩涂动态演变的经验动力数值模型。根据浙江省飞云江河口丁山围区和钱塘江河口的实测水沙及地形资料对抛坝促淤效果进行了验证,结果表明抛坝促淤效果计算与实测基本吻合。在此基础上,研究了某抛坝促淤工程后附近海域滩涂演变过程。预测结果表明促淤工程减弱了附近海域的水动力,使附近床面将发生淤积,经5~10 a达到淤积平衡,其中前5 a的淤积量约为总量的80%。为调控围涂工程引起的附近海域床面的淤积强度,减小对周边生态环境的影响,应控制促淤围涂的强度。     

淤泥质海岸防波堤布置潮流泥沙数值分析

针对在淤泥质海岸建筑防波堤引起的港内泥沙淤积问题,以坎门渔港三期防波堤工程为例,采用潮流数学模型和泥沙冲淤半理论半经验公式,研究不同的防波堤布置对潮流、泥沙淤积的影响。结果表明,从港内泥沙淤积的角度看,在淤泥质海岸布置防波堤时宜尽可能保持工程前的流路。     

巢湖风浪特征及泥沙运动对口门航道淤积的影响*

针对引江济淮工程巢湖口门航道的整治工程问题,通过MIKE3软件建立巢湖波浪泥沙三维数值模型,结合巢湖湖流、波浪及泥沙的现场观测资料,对巢湖风浪特征及泥沙运动对口门航道淤积的影响进行研究。着重分析巢湖湖区的风浪特性及白石天河口门与马尾河航道风速与波高的响应关系、有效波高与底部剪切应力的响应关系,并探讨与分析波浪湖流作用下巢湖泥沙输移对湖区口门航道的影响。结果表明,巢湖波浪特性与其风况条件密切相关,其近岸泥沙主要以“波浪掀沙、水流输沙”的形式运动,将对巢湖口门航道的淤积产生直接影响。     

开敞海域淤泥质深水航道设计年回淤量计算方法及应用

连云港港深水航道是开敞海域淤泥质浅滩深水航道的典型。航道回淤规律和实践表明,连云港淤泥质浅滩深水航道中风天回淤量为航道回淤的主体,占年回淤总量的60%左右。由于中风天频率年际变化较大,导致航道年际回淤水平变幅较大。现有设计回淤量计算模式均未考虑风天分级。提出了“按小、中、大3个概化波浪动力计算回淤强度、再组合各自波浪频率得到设计回淤量”的开敞海域淤泥质浅滩深水航道设计年回淤量计算方法。该方法能够较为合理地体现全年波浪水平和波浪频率年际间差异对年回淤量的影响程度,显著提高了设计年回淤量预报精度,为合理确定开敞海域淤泥质浅滩深水航道的设计年回淤量水平和变化范围、正确评价航道的稳定性和技术可行性提供科学依据。经连云港区25万吨级航道和徐圩港区10万吨级航道工程实践检验,预报回淤量与实际回淤量偏差不超过25%。     

风浪对引江济淮工程马尾河口航道影响研究初探

巢湖马尾河口口门航道是"引江济淮工程"的重要组成部分。文章通过Mike 3建立了巢湖水动力泥沙三维数值模型对马尾河口湖区水沙特性展开研究,利用2016年10月21日至10月23日大风天马尾河口湖区现场水沙实测试验对数学模型进行了验证,验证结果总体良好。进而通过建立的数学模型重点分析了风浪作用下马尾河口航道工程区域水沙运动规律特性,结果表明:巢湖为典型浅水湖泊,湖区泥沙易受风生波浪和湖流影响,尤其近岸区泥沙运动显著。同时,文章从马尾河口航道实测波浪与含沙量变化过程分析得出,波高与含沙量响应关系显著。因此,建议关注马尾河口航道工程开挖航槽时的泥沙淤积问题。     

乌江口航道整治初探

通过模型试验得出三峡成库后乌江河口段泥沙累积性淤积，河床普遍淤高，将对该河段的航道、港口等带来极不为利的影响，经采取整治措施后，减少了泥沙淤积、缩小边滩、稳定航槽效果明显。     

《海岸河口工程研究论丛》第一期10部著作出版发行

<正>本刊从交通运输部天津水运工程科学研究院获悉,由交通运输部天津水运工程科学研究院科技人员撰写的《海岸河口工程研究论丛》第一期10部著作已由人民交通出版社出版发行。10部著作为:《粉沙质海岸泥沙运动及航道淤积机理》、《波流耦合下淤泥质海岸水沙运动三维模拟》、《基于薛定谔方程的非线性波浪传播理论》、《港航工程泥沙淤积计算手册》、《海岸河口数学模型》、《辐射沙洲建港技术研究》、《粉沙质海岸     

盘锦港深水航道水沙环境特征分析

综合多次现场实测资料,分析了盘锦港10万吨级深水航道的水沙特征,讨论航道回淤泥沙来源和产生泥沙骤淤的可能性。研究结果表明:1)该海区波浪动力不强,以风浪为主;潮汐为非正规半日潮,属中强潮海域;潮流为正规半日潮流,主要以往复形式运动,口门内侧存在强度较弱的旋转流。2)河口区和近岸浅滩含沙量高、外海深水区含沙量较低,泥沙主要以悬浮形式运动,大风影响下各站含沙量均显著大于常规天。3)航道沿程底质泥沙呈粗细交错分布;波流作用下两侧岸滩就地起动搬运的泥沙为航道淤积的主要来源和直接来源,回淤物质较细,泥沙淤积以悬沙落淤为主;出现骤淤碍航的可能性较小。     

规则波作用下淤泥质泥沙起动试验研究

选取浙江舟山近岸淤泥质泥沙为研究对象,采用规则波对淤泥质泥沙的起动进行水槽试验研究。结果表明,淤泥质泥沙具有薄层轻微悬扬、表层个体剥离、泥团卷起悬扬3种典型的起动状态,同一水深下的泥沙起动波高随波周期的增大而递减。以泥团卷起悬扬状态作为判断淤泥质泥沙起动的标准,佐藤公式、窦国仁公式计算的起动波高均与本文试验值总体上接近,可将两家公式计算结果的平均值用于淤泥质泥沙起动波高的估算。泥团卷起悬扬状态下过程最大含沙量往往在0.8～2.0 kg/m~3,过程最大含沙量随临界切应力增大而呈现明显的指数递增关系。研究成果便于深入了解淤泥质海岸地区泥沙在波浪环境下的水力特性,同时可为海岸泥沙数模计算及工程分析的参数选取提供参考。     

丹东港海洋红港区口门位置选择与航道泥沙淤积分析

分析了丹东港海洋红港区的泥沙来源及其运动规律,计算了波浪破碎水深和泥沙活动水深,采用波浪累积频率方法分析了港区的年均含沙量分布,并预测了航道的年均淤强和大风骤淤强度,对粉沙质海岸建港口门位置的选择和淤积强度预测具有设计参考意义。     

连云港外海含沙量推求及航道回淤预测

目前国内在研究淤泥质海岸航道回淤时,通常仅有近岸含沙量的实测资料,而外海含沙量较难获得。为此,建议可以利用实测的航道淤积、近岸含沙量等资料,根据刘家驹的航道回淤计算公式,近岸率定淤积系数,反推外海泥沙含量,据此进行航道回淤预测。经过连云港7万吨级进港航道验证,计算的航道回淤与实测值吻合较好,在此基础上,对拟建的连云港15万吨级航道回淤进行了预测。研究结果表明,所提出的方法切实可行,计算结果合理可信,可以作为相似条件下航道泥沙回淤计算的参考。     

泥沙粒度对航道回淤的指示——以丹东港出海航道为例

根据鸭绿江河口西水道水流、悬浮泥沙和底质粒度特征的分析,研究丹东港出海航道泥沙淤积的动力机制以及泥沙粒度对回淤的指示作用。分析表明,海域来沙为西水道的主要泥沙来源,泥沙运动以“波浪掀沙、潮流输沙”为主要特征;悬沙和底质粒度对比表明,上航道和中航道段航道回淤以悬沙落淤为主,下航道和外航道段航道回淤以底沙推移为主。航道回淤泥沙作为泥沙运动的“指示剂”,能够较好地揭示航道回淤的机理;采用刘家驹悬沙淤积模式和罗肇森底沙输移模式相结合的方法,估算丹东港大东港区20万吨级航道回淤量为679万m,,与物理模型试验结果较为接近,上述分析方法和公式可适用于砂质海岸航道回淤计算,也为类似航道回淤研究提供了重要的参考和借鉴。     

粉沙质海岸的泥沙运动和外航道淤积

文章分析了粉沙质海岸泥沙运动特性和粉沙质海岸外航道泥沙淤积特点,针对粉沙质海岸存在的悬移质、推移质和近底流移质3种泥沙运移形态,提出了计算粉沙质海岸外航道淤积的三层模式,并推导了临底流移质淤积计算的实用公式,进而建立了适用于粉沙质海岸外航道淤积的实用公式,并以黄骅港实测资料为依据,计算了黄骅港曾出现的大风淤积,并与实测结果进行对比,结果显示趋势一致、量级吻合,公式可推广应用。     

非均匀非平衡输沙数学模型在长江南京以下深水航道整治一期工程中的运用

通州沙、白茆沙是长江南京以下12.5 m深水航道上延南京首先碰到的两个重点碍航浅滩,工程河段受径流和潮汐的共同作用,水沙动力复杂,河床冲淤多变。建立三沙河段非均匀非平衡输沙二维潮流泥沙数学模型,在挟沙力公式、底沙与悬沙交换模式等研究的基础上,利用实测水沙及地形资料对模型进行率定和验证。在此基础上,利用该模型对长江南京以下12.5 m深水航道整治一期工程方案进行研究,分析整治工程的效果及影响,为工程设计提供技术支撑。     

细颗粒泥沙运动及滩槽交换对航道回淤的影响

潮汐河口细颗粒泥沙为主的泥沙运动方式呈现出复杂的形态,其不同的运动形态对河口演变和航道回淤问题的研究十分重要。讨论在潮汐、波浪条件下,非黏性沙的层移运动和黏性细颗粒泥沙近底高浓度悬沙层的类推移运动,以及浮泥层的推移运动等泥沙运动形态的特点、发生条件和运移规律。针对长江口南槽水动力条件,利用前人水槽试验成果,估算了主槽水体含盐度高于浅滩时,航道两侧浅滩近底高浓度悬沙横向输移进槽的输沙量,得到与实际基本相符的结果。     

天津港外航道水动力条件及工程泥沙淤积研究

依据最新的水文、泥沙实测资料,利用风浪潮流泥沙数值模型对开挖深水航道泥沙淤积情况进行了计算。根据近年来现场实测水文、泥沙资料,结合本项研究工作进行了统计分析,为数模计算提供参数;建立了多重嵌套潮流数学模型,计算正常天气下工程实施前、后的海域潮流场分布情况;建立了海域风浪过程计算模型和泥沙运动模型,将波浪、潮流、泥沙模型耦合,计算了在年均含沙量的风浪条件作用下所造成的回淤情况,给出了航道建成后的年淤积分布情况。提出了天津港南、北防波堤延伸到16 0后的航道的淤强分布特征,从泥沙方面为航道的开挖提供了设计依据。     

巴基斯坦瓜达尔港泥沙淤积规律研究

利用现场实测资料,对工程海区的潮汐、潮流、风、波浪、含沙量及底质等自然条件进行了对比分析,并结合潮流和波浪数值模拟结果,利用经验公式计算方法,对不同建港方案的年淤积量及一次大风天气情况下悬沙和推移质泥沙淤强分布和淤积量进行了研究,同时就该工程对渔港泥沙淤积的影响作了阐述。     

温州浅滩围涂工程对港口航道的影响研究

采用波浪、潮流、泥沙数学模型,对瓯江口温州浅滩围涂工程海区的工程前后的波浪场、潮流场、悬沙场、底床冲淤进行了数值模拟研究,对温州浅滩围涂工程对瓯江口港口航道的影响进行了分析论证。研究结果表明,温州浅滩围涂工程不仅对温州港现有港口航道及未来的状元岙深水港区基本没有负面影响,而且有利于航道水深的维护和稳定,可以改善从瓯江北口到黄大岙水道的船舶航行条件。     

长江口北槽悬沙垂线分布经验公式研究*

利用Rouse公式对长江口多次实测资料进行整理分析,得出了长江口北槽纵向悬沙垂线分布的特征,验证了描 述悬浮泥沙垂线分布的Rouse公式的适用性,阐明了利用Rouse公式推算得到的不平衡条件下泥沙沉速与实际泥沙沉速的差 异,并利用不平衡条件下的垂线分布公式和北槽悬沙垂线分布实测资料,率定和验证了不平衡输沙系数和垂线平均含沙量 的经验关系式,在此基础上,建立了适用描述长江口北槽悬沙垂线分布的经验公式,并通过实测资料得到了验证。     

天津港人工沙滩环抱水域泥沙回淤研究

为提高对环抱堤内水域的泥沙回淤状况的认识,以天津港东疆人工沙滩环抱堤内水域为实例,通过综合分析浑水现象调查、悬沙粒径时空分布、含沙量时空分布、余流等方面的资料得出了环抱堤内水域的泥沙来源,然后采用套图法计算了地形冲淤变化并分析了冲淤原因。结果表明,环抱堤内的浑水主要随涨潮水体自口门外流入;淤积区域的年均淤积厚度约为0.2 m,环流集中区所在的重淤积区的淤积厚度约为平均淤积厚度的2~4倍;口门约束形成的大流速和从口门直接入射的波浪,以及NE向小风区波浪的作用,造成口门—宾馆区沙滩水域出现深度约为0.2 m的冲刷带;环抱堤内水域的冲、淤分布与动力条件分布密切相关。