基于非结构化网格的波流耦合模拟及应用

波浪与潮流相互作用是近岸海域的关键水动力因素。基于相同的非结构化网格同时模拟潮流和波浪,并通过参数的同步传递,即实现波流的耦合计算。模型中潮流基于三维水动力模型FVCOM,并引入波致辐射应力和水体紊动;波浪基于波谱平衡方程和光程函数方程求解,方程中均考虑流速的影响,可用于大范围波流耦合计算。通过两个算例对流和波浪在传播过程中的相互影响进行了验证;同时对实际海域的潮流和波浪进行了耦合计算,结果表明:模型对模拟近岸波流的耦合作用有着很好的精度和适用性,可用于实际工程的计算。     

大型海岸工程对水流和泥沙运动的影响研究

在淤泥质海岸建设大型海岸工程,会对周边海域的水沙环境产生一定影响。文章以连云港为例,应用波浪潮流泥沙数学模型,模拟计算了连云港海域大型海岸工程实施后对于水流泥沙运动的影响。研究结果表明:连云港区、徐圩港区以及灌河口双导堤工程实施后,工程区以外的大范围海域潮流场和含沙量场基本没有改变,变化主要集中在工程区和工程区附近近岸海域,总体呈现出动力减弱、含沙量减少的趋势。     

斯里兰卡科伦坡港海域岸滩演变特征及泥沙环境分析

根据科伦坡港海域两次季风影响期的水文泥沙实测资料,结合其他相关数据资料及研究成果,采用现场踏勘、资料分析和遥感影响分析对比等技术手段对该工程进行了研究。分析结果表明,拟建工程区海域砂源有限,水体整体比较清澈,悬沙浓度相对较小,而海床沉积物质主要以中砂和中细砂为主,在常年波浪作用下,近岸坡度较缓但破波带附近迅速变陡,为典型的砂质海岸。海岸线整体平直、且无沙嘴及明显泥沙输移痕迹和局部堆积体,近岸泥沙相对不活跃,多以近岸输移运动为主。通过岸滩演变分析,历史上该海岸呈现逐渐侵蚀冲刷的趋势,海床侵蚀强度平均在0.04 m/a左右。另外,基于风浪和涌浪的分频分级统计资料,还对拟建工程海岸的岸滩稳定类型、沿岸输沙和横向输沙能力进行了估算。     

丹东海洋红海域水动力泥沙环境分析

基于现场实测水文泥沙资料,对丹东海洋红海域的水文泥沙环境进行了研究。研究结果表明:该海域近岸波浪潮流动力不强,正常天气条件下水体含沙量小、潮流输沙能力不强、泥沙来源少、具备建设大型港口的基本条件。由于该海区属于粉沙质海岸,航道泥沙骤淤将是建港中要考虑的重点问题。     

粤东大亚湾水沙环境及岸滩演变分析

根据现场实测水文泥沙及地形资料,对大亚湾海域的自然条件、水沙环境特征及岸滩演变特征进行分析,研究结果表明：大亚湾潮差较小,波浪和潮流动力弱,水体含沙量较低,泥沙来源有限,主要来自近岸附近滩面就地搬运的少量泥沙。湾内底质多为黏土质粉砂,呈现淤积质海岸的沉积特点。因此大亚湾海域水清沙少,自然状态下海床长期保持稳定。近期受港口航道建设、围填海等人类活动的影响,部分海床地形出现较大幅度的冲淤变化。湾内港池、航道疏浚开挖后航槽稳定,回淤强度较小。正确认识该海域的水动力条件、泥沙运移及海床冲淤变化,不仅是开展海岸工程开发建设的关键技术问题,也有利于近岸海洋环境保护及资源开发利用。     

砂质海滩不透空丁坝特性研究

丁坝是整治海岸侵蚀的主要结构物之一。如何在特定的水动力条件和泥沙条件下建设具有岸线防护功能的丁坝,对整治海岸侵蚀具有重大意义。用数值方法研究丁坝建设后近岸的波浪、水流及泥沙运动,从近坝泥沙输沙率及近坝水流的变化分析探讨丁坝长度与角度的选取,得出不同沙滩坡度、波高、波向下沿坝裂流情况和近坝泥沙运动情况,并给出丁坝长度与角度的选取建议。     

风对悬浮泥沙扩散特性影响数模研究

为探讨风对海岸工程产生悬浮泥沙的扩散特性影响,通过苍南海域海上倾倒试验实测资料验证了河口海岸地区平面二维潮流泥沙数学模型的计算参数。然后在模型中考虑风的作用,比较不同风向和风速作用下的悬浮泥沙扩散特性。研究结果表明:风会对悬浮泥沙的运动轨迹、扩散速度和扩散范围产生较大影响,且风向和风速是十分重要的影响因素。     

海南莺歌海海域水文泥沙环境与泥沙运动特征分析

莺歌海附近岸段岸滩侵蚀现象较为严重,政府部门拟规划通过建设海岸防护工程等措施对当地岸滩进行整治修复,改善民生。以该工程为依托,基于莺歌海海域近期水文泥沙资料,对工程区海域的自然条件、动力泥沙环境特征进行了分析,计算了泥沙活动性参数,为海岸防护工程建设相关研究提供依据与参考。     

准三维波生近岸流数学模型在裂流研究中的应用

阐述了一种考虑波流耦合作用的准三维近岸流模型SHORECIRC。该模型耦合了REF／DIF波浪模型（折／绕射模型）对近岸流进行模拟计算。基于该模型，将模拟结果与Borthwick等人在英国海岸工程研究所做的实验进行对比，验证了模型的正确性和适用性。在此基础上，进一步分析了波浪入射波高、入射角度、底摩阻及驼峰高度对裂流的影响，得出了一些有用的结论。     

潍坊滨海水城人工沙滩防护工程效果物理模型试验研究

文章针对潍坊滨海旅游度假区人工沙滩防护工程进行研究,分析了工程海域自然条件和沙滩侵蚀成因,对滩沙水力特性进行了实验研究,最后通过波浪泥沙整体物理模型试验手段,分析了丁坝防护工程建设后的整治效果。其主要结论如下:潍坊滨海旅游度假区人工沙滩侵蚀的破坏性动力来自NE向波浪的持续向西输沙;正常天气下人工沙滩年损失量约为2万m~3,在极端高水位下如遭遇10 a一遇大浪作用24 h条件下,沙滩损失量为1.2万m~3,人工沙滩年损失量约为7.7万m~3;优化方案实施后,防护工程实施1 a后,人工沙滩年损失量约为6.4万m~3,约占总铺砂量的6%;且抑制东湾内泥沙在风暴潮增水作用下向西湾输送,达到了优化目的。     

辐射沙洲海域深水港开发建设水动力泥沙问题研究

综合使用水文泥沙特征分析、卫星遥感分析、冲淤演变分析、潮流泥沙数学模型计算、波浪数学模型(SWAN模型、缓坡方程、多向不规则波Boussinesq方程)计算、波流冲刷物理模型试验、泥沙淤积计算、骤淤计算与分析等多种手段对辐射沙洲中的如东海域深水港开发建设的水动力泥沙问题进行了研究,为深水港开发建设提供了科学依据。研究表明:通过采取必要的工程措施,在辐射沙洲海域中进行深水港开发建设是可行的。     

辐射沙洲海域深水港开发建设水动力泥沙问题研究

综合使用水文泥沙特征分析、卫星遥感分析、冲淤演变分析、潮流泥沙数学模型计算、波浪数学模型(SWAN模型、缓坡方程、多向不规则波Boussinesq方程)计算、波流冲刷物理模型试验、泥沙淤积计算、骤淤计算与分析等多种手段对辐射沙洲中的如东海域深水港开发建设的水动力泥沙问题进行了研究,为深水港开发建设提供了科学依据.研究表明:通过采取必要的工程措施,在辐射沙洲海域中进行深水港开发建设是可行的.     

《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     

大连新港潮流场整治模型试验研究

在分析大孤山矶头海岸水动力特性基础上,通过物理模型试验研究了大连新港海域潮流场整治工程措施。结果表明,受大孤山矶头岬角大范围地形影响,涨憩时回流一直存在,只能通过工程措施调整回流区的位置;近岸回填边界对回流区的位置调整影响显著。从工程区涨落潮流场、码头前沿横流大小等方面比选了工程方案,建议该类海岸流场整治工程应以归顺岸线工程为主,辅以其他相关工程。试验成果为设计方案的选取提供了科学依据。     

海岸工程对水流与泥沙运动的影响

海岸工程建设过程中,由于种种因素的影响会给周边海域的水沙环境等造成不同程度的影响。基于此本文以某港为例,采取波浪潮流泥沙数学模型,对该海港城海岸工程实施以来对周围水域水流泥沙运动的影响程度分析,找出影响周边海域水沙环境的因素,为相关工程在施工中提供一定的借鉴。     

某海水浴场海岸侵蚀及整治方案研究

某海水浴场受周边工程影响近年发生海岸侵蚀,沙滩流失。本文首先分析了其侵蚀原因,有针对性地提出多个整治方案,采用波浪数学模型进行比选分析,提出推荐方案,并对推荐方案进行泥沙物理模型试验。最后对各方案的整治效果进行比较,可为类似工程提供参考。     

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。     

刘公岛岸滩整治方案数值模拟

利用MIKE21二维水动力模型,在刘公岛南部东村沿岸附近海域开展了海洋水动力环境和冲淤数值模拟研究。结合关注海域潮位潮流的模拟结果,在刘公岛南部东村沿岸设计了3个丁坝工况。地形地貌的冲淤数值模拟结果表明,设计方案减小了近岸潮流,有效减缓了丁坝之间的水动力能量,防冲刷效果明显,基本形成了促淤态势,能够有效防止沙滩冲刷和岸线侵蚀。该设计方案可为刘公岛南部海域岸滩整治修复工作提供技术支持。     

广东雷州电厂近岸沉积特征及泥沙运动

通过对广东雷州电厂海岸动力地貌进行调查,分析研究了厂址及周边海岸冲刷、堆积或平衡等不同地貌形态特征、岸线冲蚀形态、泥沙运动及海岸演变对电厂取排水深的影响。分析结果表明,水下沉积物以粉砂质粘土和粘土质粉砂分布为主,样品的平均中值粒径为0.0102mm,南部区域略粗于北中区域,从沉积物分布特点和趋势看,近岸与河口区物质偏粗,主要受近岸及河流的影响;而距岸不远的沉积泥沙中值粒径均在0.004mm左右,则明显受海向沉积泥沙的影响。由于工程区处于岬角且泥沙来源数量少,受波浪潮流共同作用,电厂工程区水域海床及岸线多年处于冲淤平衡的基本稳定状态。     

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。