通州湾建港工程对辐射沙洲海域潮流泥沙条件的影响

本文借助南通市通州湾造港工程规划构建二维潮流泥沙模型,进行水流泥沙数值模拟,对工程前后水动力及泥沙冲淤情况进行对比分析,以期得出造港工程对周围水动力环境以及辐射沙脊群整体潮流场的影响,预测工程实施后水道深槽冲淤情况,从而验证通州湾造港工程的实际可行性。数模计算结果可见建港工程对局部区域内水动力条件影响明显,对大范围潮流场影响甚微,港区规划内预测泥沙淤积量在接受范围以内。     

小庙洪潮汐通道建港自然条件分析

小庙洪水道位于南黄海辐射沙脊群的南缘,其深槽距岸较近,通航条件较好,具有广阔的开发前景。本文在对小庙洪水道潮汐、潮流、余流、波浪、泥沙等自然条件分析的基础上,根据近期的地形资料,论证了小庙洪水道的滩槽稳定性和演变规律,研究了沿海围垦工程对小庙洪水道动力环境的影响,研究结果表明小庙洪水道具有良好的建设深水港口的自然条件。     

海床冲淤模型中长周期动力代表数据输入的概化研究

海床冲淤变换属于长期行为,其海洋动力输入条件的概化处理是模型初始输入动力条件的一个关键问题。在本文中,利用波浪、潮流二维泥沙数学模型对长周期动力海床模型中代表数据输入的概化条件作了进一步的研究:采用比较代表条件与真实条件下多年实测平均海床冲淤强度近似以及把潮周期中具有平均意义的波浪过程概化要素叠加到潮流场中的方法分别对实际潮流、波浪数据进行概化处理的方法来模拟波流共同作用下的海床地形演变过程。并对黄河三角洲的胜利油田海区、岸线进行了验证计算。     

厦门双鱼岛游艇码头潮流泥沙数学模型试验研究

文章围绕厦门双鱼岛游艇码头工程方案有关潮流泥沙问题进行了研究。收集并分析了工程附近水域的自然条件,掌握了工程海域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征,在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对开发方案实施后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化开展了数值模拟研究工作。从潮流动力、地形冲淤等方面分析了方案对周边海域水动力的影响。     

福建宁德漳湾作业区开发方案潮流泥沙数学模型研究

文章对福建宁德漳湾作业区开发方案有关潮流泥沙问题进行了研究。研究收集并分析了工程附近水域的自然条件,掌握了工程水域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征。在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对开发方案实施后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化进行了数值模拟研究。从潮流动力、地形冲淤以及纳潮量变化等方面分析了开发方案对周边海域水动力的影响。     

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。     

东营港广利港区航道工程潮流场及泥沙骤淤数值模拟

防波堤和航道工程对工程海域潮流场的影响和大风浪条件下航道骤淤是东营港广利港区工程建设中的关键问题。根据搜集的资料和工程区域水文测验数据，对水动力条件、泥沙特征及岸滩演变规律进行分析研究。建立了包含潮汐和泥沙单元的数值模型，用于模拟工程施工对潮流场的影响，并计算了大风浪条件下的骤淤分布规律。结果表明：东营港广利港区具有往复流运动的不正规半日潮流特征。项目建设对口门区域的潮流场影响最大，以大潮为例，涨急、落急流速最大增幅为0.32 m/s和0.16 m/s。10 a一遇风浪条件影响下，口门附近淤强可达0.5 m以上，最大可达到1.02 m。     

黄沙洋水道末梢浅水槽建港工程潮流数值模拟与泥沙淤积计算

为研究有关潮汐通道浅水槽建港问题,以辐射沙脊群黄沙洋水道末端的条渔港为例,首先,进行了自然条件分析;其次,构建二维水动力数学模型,根据实测资料对水动力模型进行验证,并对工程前后整体海区的潮流流态、特征点横流大小进行了分析;最后,应用泥沙经验公式计算条渔港区港池及航道的年回淤量。以上数据可为港区方案设计提供科学依据。     

胶州湾潮致余环流与水道-沙脊演化

胶州湾保存了较为完整的水道-沙脊体系。在人类高强度工农业活动干预下,水道的稳定是关系到该地区经济可持续发展的重要问题。数值模拟显示,受海岸线和水下地形的控制,胶州湾内外形成了若干规模、强度不等的潮致余环流系统;不同时期的水下实测地形图的对比揭示出沧口水道作为胶州湾内一条重要的黄金水道,呈现出不断淤积萎缩的趋势,据分析与余环流持续提供的细颗粒泥沙淤积有关。胶州湾潮致余环流对维系湾内、外的水力泥沙联系和水道-沙脊体系的演化具有重要作用。     

南黄海辐射沙脊群西洋水道质点示踪数值模拟

基于二维水动力数学模型和现有西洋垂线流速分布公式,运用Lagrange质点示踪法计算分析了南黄海辐射沙脊群北部西洋水域的质点运动轨迹,并与投放到该海域的GPS漂流浮标运动轨迹作比较,计算结果与实测浮标漂流轨迹吻合良好。模拟结果表明,西洋水域的涨潮表层流速最大可达3.5 m/s,落潮流速最大可达2.0 m/s,水质点运动主要沿着主槽方向,当质点运动到潮流沙脊区域,其运动会发生偏移,Lagrange余流方向指向南面。     

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。     

基于GIS的海南洋浦港洋浦深槽稳定性分析

结合地形实测资料,分析了1963~2003年洋浦港海域的地形冲淤变化,结果表明边坡和深槽淤涨速度小,基本处于稳定形势;分析讨论了影响深槽稳定的因素,从洋浦湾潮汐汊道地貌发育的长时间尺度来看已进入稳定阶段;该海域潮流、余流作用小,波浪较弱,泥沙来源少,含沙量低,不存在集中落淤现象;各区沉积速率在0.5～2.0 cm/a,沉积速率低;稳定性理论判断认为整个洋浦湾潮汐汊道系统稳定性好。     

A three-dimensional, wave-current coupled, sediment transport model for POM

In the high-energy environment of coastal seas and estuaries,strong sediment resuspension/ deposition events are driven by surface waves,tides,winds and buoyancy driven currents.In recent years,A POM based three-dimensional,wave-current coupled,sediment transport model has been developed by the University of New South Wales.This paper presents several examples of the model applications to study sediment dynamics in the environments where forcings such as waves,tides,and winds are equally important to affect sediment fluxes and distributions.Firstly,the sediment transport model coupled to the Yellow Sea general circulation model and a third generation wave model SWAN was implemented in the Yellow Sea to study the dynamics of the sediment transport and resuspension in the northern Jiangsu shoal-wate(rNJSW).The sediment distributions and fluxes and their inter-annual variability were studied by realistic numerical simulations.The study found that the surface waves played a dominant role over the tides to form the turbidity maxima along the muddy coast of NJSW. Secondly,the sediment transport model was used to explore the effect of suspended sediment-induced stratification in the bottom boundary laye(rBBL).The model uses a re-parameterized bottom drag coefficient Cd that incorporates a linear stability function of flux Richardson number Rf.The study has shown that the sediment induced stratification in the BBL reduces the vertical eddy viscosity and bottom shear stress in comparison with the model prediction in a neutrally stratified BBL.In response to these apparent reductions,the tidal current shear is increased and sediments are abnormally concentrated within a thin wall layer that is overlain by a thicker layer with much smaller concentration.The formation of this fluid-mud layer near the seabed has led to a significant reduction in the total sediment transport.This study contributes to the understanding of formations of tidal flats along the coasts of turbid seas and estuaries.     

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。     

南汇嘴边滩地形演变及其分析

南汇嘴边滩处于长江口和杭州湾的交接地带,受长江口和杭州湾北岸两股往复性潮流的控制,特定的水动力泥沙环境,决定了南汇嘴边滩长期以来的演变特点:边滩发育基本稳定;边滩外形基本保持不变;主要呈整体向东南方向移动的趋势。根据已有的1998~2005年断面数据资料分析了南汇嘴附近海域近期的地形演变情况,并对其影响因素——动力因素、泥沙絮凝、长江入海水沙变化以及近岸水利工程建设进行了分析。     

海南岛西南海域泥沙特征及地形演变

基于水文泥沙测验及遥感影像资料分析海南岛西南海域泥沙特征,采用不同沿岸输沙公式对比计算海域的波浪沿岸输沙量,采用多年实测地形数据研究岸滩的演变规律。结果表明:海域内含沙量大潮大于小潮,但总体上悬沙含量较低;研究海域内径流对输沙影响较为有限,但受沿岸波流输沙的影响相对较大;而海区的悬移质颗粒比较均匀,颗粒较细;沿岸段波浪沿岸输沙能力净输沙方向均为自南向北,年净输沙能力在6.72万~13.31万m~3;岸滩演变的主要动力是波浪、波生沿岸流和潮流共同作用导致东方市所辖岸线的变化总体以自然冲淤变化为主,但冲淤强度有限,变化幅度不大。     

台山核电厂重要厂用水系统纳潮取水口潮流及泥沙研究

文章研究了台山核电厂重要厂用水系统纳潮取水工程。根据实测资料分析了自然条件和岸滩演变。分别建立了工程海区二维波浪、潮流、泥沙数学模型,并根据实测资料对夏季和冬季全潮水文进行了验证。在经验证的数学模型基础上,研究了重要厂用水系统纳潮取水工程实施后的潮流变化及泥沙回淤情况。结果表明,重要厂用水系统纳潮取水工程实施后,流场变化仅局限于安全取水工程附近小范围海域,进水前池附近水域泥沙年冲淤和骤淤都不大。因此,从潮流、泥沙角度考虑,重要厂用水系统纳潮取水工程是可行的。     

辐射沙洲研究开发的进展

对辐射沙洲研究开发的若干文献进行了归纳总结和综述,包括辐射沙洲的发现、成因、物质来源、形态特征、表层沉积物组成、演变、水动力泥沙环境、开发利用等。     

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。