离岸人工岛内水环境的影响研究

近年来,沿海各地通过填海造地的方式向海洋要地,建设港口及旅游业,导致填海工程对所在海域水体交换能力发生变化,影响水环境。本研究针对北戴河新区拟建人工岛,对不同功能建设方案进行研究,运用MIKE21 flow model模块探讨研究人工岛后在不同开口条件下所在海域的水体交换、污染物扩散及污染物存留率的变化规律,进而评价人工岛对水环境的影响。在考虑人工岛景观与自身净化能力达到要求的前提下,综合考虑人工岛和水环境的诸多因素,给出了可供规划参考的人工岛推荐方案。     

人工岛和桥梁工程建设对拱北湾水交换数值研究

为了研究港珠澳大桥珠海连接线项目人工岛和桥梁工程建设对拱北湾水环境影响,运用二维对流扩散模型计算了工程前后水体半交换周期,结果表明:人工岛南侧与澳门半岛北侧间潮汐通道水体半交周期增加达3.6h,澳门A区西水道北口水体半交周期增加0.9h,人工岛北侧水域水体半交周期增加0.3h,其他水域水体半交换周期变化一般不超过0.2h。人工岛和桥梁工程对拱北湾整体的水动力环境影响不大。     

蓬莱西海岸区域建设工程潮流模型试验研究

采用潮流物理模型试验的研究手段,对蓬莱西海岸区域建设工程优化方案实施前后,工程范围及周边海域潮流场特征进行分析,并对人工岛内部水体交换进行计算分析,研究结果表明工程实施后对外海整体潮流场影响较小,人工岛内部流态较好,岛内水体能保持较好的交换能力     

人工岛内湖水体交换数值模拟研究

以海口人工岛工程为例,采用Mike21中的Flow-Model-FM模块建立水动力和保守物质对流-扩散数值模型,模拟节制闸门控制下人工岛内湖水系的流态和水体交换情况。根据设计方案计算结果,结合理论分析,通过调整节制闸门个数、位置以及局部内湖水系边界对设计方案进行优化。优化后方案有效节约了投资成本,减小了闸门附近旋转流,避免了引、排水过程中,水质较差的中湖北侧水系水体流入对水质要求较高的"大圆湖"水系的问题,为内湖景观水系设计和节制水闸设计提供了科学依据。     

双鱼岛海上人工岛设计特点

招商局双鱼岛项目是经国务院审批通过的国内第一个完全用于旅游、居住和生态开发建设的综合类城市开发人工岛。针对该区域水文、地形地质等比较复杂的建设条件,对其平面形态和布局、建设对周边环境的影响、滨水岸线布置、护岸标准和方案、陆域形成、内河道防渗及水体交换等特点进行研究、归纳、总结,通过大量的方案比选、模型试验、数值分析得出标准和方案。本工程的设计思路和成果可供类似工程参考借鉴。     

海棠湾规划水系水体交换能力的数值模拟

以海棠湾规划水系工程为背景,建立了水动力及水体交换二维数学模型,通过模拟示踪剂的浓度变化计算了不同工况下的水体交换率,评价了复杂水系内部的水体交换能力。结果表明:连续潮作用30 d后海棠湾水系整体水体交换率均在69%左右,不同区域水体交换能力分布不均,其中藤桥最佳,铁炉港外港其次,内河水系再次,铁炉港内港最差。     

离岸式人工岛内河水体紊流数值模拟与换水研究

以福建某人工岛为例,进行了内河道换水计算研究。为兼顾景观和环境,人工岛内设置内河道,河道两端设闸门。根据外海潮位和内河保证水位等水文条件,进行人工岛内河道换水计算研究。得到开闸时机、换水时间、不同情况下水体交换量和内河道水体流态图,并推荐了合理的换水方案。     

新村潟湖水体交换能力数值模拟研究

基于MIKE21模型,文章建立了新村潟湖及附近海域的水动力数值模型,并将水动力模块与输运模块、粒子追踪模块耦合,模拟了新村潟湖在4种不同潮汐过程作用下的水体交换情况,并通过水体自净速率、水体半交换时间、水体停留时间三种指标,对新村潟湖的水体交换能力进行了分析。结果表明:由不同潮汐过程作用下潟湖自净速率和内部剩余保守物质总量的变化,可见潮差值与潮差历时变化对该区域整体水体交换能力影响较大,同时不同时间段潟湖水体交换能力具有较大差别,整体来看冬夏季水体交换能力更强;潟湖水体交换能力在空间上差异明显,大致可分为两个不同分区,大体上距离口门愈近,潟湖水体交换速率愈快,但潟湖复杂的海岸边界和地形使得水动力条件变得复杂,部分距离口门较近的区域反而具有较弱的水体交换能力,如在潟湖中部的北岸和南岸,水体交换能力便弱于中部其他区域。总体而言,受潮汐、潟湖自身地形和海岸边界的影响,新村潟湖水体交换能力在时间和空间上均呈现出较大不同。     

基于数值水槽的半封闭港池水体交换能力研究

通过数值水槽研究了半封闭式港池水体交换问题,研究表明,当防波堤为实堤时,港池口门垂直于主流运动方向时,港池内水体交换能力较强。当考虑透水防波堤时,在平行主流方向的防波堤上增加透水堤,有利于提升港池内外水体交换效率。将数值水槽的研究成果应用于福建某渔港建设,成果得到了较好的检验。     

环抱式港池水体交换研究--以连云港徐圩港区为例

环抱式港池普遍存在水体交换能力较弱的问题,水体交换通道是提高港区水体交换能力主要方法之一。文中以规划中的连云港徐圩港区为例,建立对流扩散模型,通过计算研究徐圩港区对流与扩散之间的关系,分析港区水体交换机理和主要影响因素;通过设置水体交换通道探讨其对港区水体交换功能改善的主要影响因素。研究表明：对流作用在徐圩港区水体交换中占有绝对优势,增大流速可提高港区的水体交换能力;水体交换通道的断面面积及断面形状对港区的水体交换效果影响较大。     

采用三维潮流模型分析人工岛对海湾污染物运动的影响

人工岛作为人工建造的海洋工程结构物,其嵌入必然对其附近水域的水动力特征造成影响。针对不同的人工岛建设预案,基于ECOMSED建立了大连湾海域的三维潮流模型,通过拉格朗日粒子追踪技术,采用单个粒子和粒子群模拟了大连湾水域污染物输运过程。对比分析了人工岛嵌入前后粒子运动的三维运动规律,最后从污染物扩散的角度为人工岛的规划以及排污口的布置给出推荐方案。     

淤泥质海床上人工岛水流冲刷试验

港珠澳大桥人工岛局部冲刷是大桥工程设计亟待解决的关键技术问题。在现场资料分析与物理模型验证的基础上,采用正态系列模型延伸法,在潮汐宽水槽中研究了淤泥质海床上人工岛周围流态变化和局部冲刷的发展过程。研究结果表明,在洪季大潮情况下,东、西人工岛最大冲深分别为10.3 m和9.0 m,冲刷坑集中在岛桥结合部和隧道防护段及防撞墩附近;最大冲刷深度与人工岛的几何形状、流速、工程水域的沙土特性以及水深等相关,冲刷坑的平面形态则与岛型、水流夹角、涨落潮流速差以及潮流历时有密切关系。     

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。     

泉州湾秀涂人工岛建设对周边水沙条件的影响

通过分析泉州湾自然条件,采用数学模型从水动力、流态、冲淤等方面讨论了泉州湾秀涂人工岛建成前后对水沙环境的影响。研究表明:人工岛建成后减少纳潮量约2%,归顺了人工岛周边水流流态,但对局部流场有一定影响;人工岛建成后固化了部分浅滩沙源,宏观冲淤影响幅度可控。可为类似工程的开发与保护提供参考。     

深中通道工程对伶仃洋水流环境的影响

伶仃洋是珠江河口东四口门入汇的喇叭状河口湾,径、潮交汇,动力复杂。利用伶仃洋河口潮流数学模型从潮位、流速、流态、动力格局方面探讨了深中通道工程建设对伶仃洋河口潮流动力环境的影响。研究结果表明:深中通道工程建设对伶仃洋潮流动力环境影响的范围和强度均以西人工岛附近为最大,锚碇水域次之,东人工岛及桥区附近相对较小;近岛、桥局部区域潮位及流场的变化比较明显,对伶仃洋滩槽总体格局影响不大。     

格型钢板桩在特大型跨海桥梁人工岛中的应用

提出了特大型跨海大桥人工岛格型钢板桩岛壁人工岛的方案,并从结构选型、与隧道的衔接、施工等多个方面论述了在人工岛工程中该种格型钢板桩结构所具备的优势,探讨了该种结构在此类工程中的应用.     

冀东油田人工岛设计关键技术*

近年来冀东油田为满足滩海油藏勘探开发需要,成功建造了一系列海上人工岛.工程海域属粉砂质海岸,浅滩、深槽、沙脊交错分布,海域地形条件复杂.工程处于外海且无掩护,风浪流较大,冬季受冰冻影响且冰荷载大.滩海油藏勘探开发用人工岛,安全环保要求苛刻.这对人工岛的设计提出了较高的要求.对冀东油田人工岛设计关键技术进行总结分析,包括人工岛功能、选址、平面布置、建设标准、保滩护底措施、围堤结构、岛域吹填及地基处理、对外交通码头等人工岛设计所涉及的主要方面,可供同类工程参考.     

江苏如东人工岛工程对周边海域水动力的影响

利用MIKE21软件水动力模块建立和验证了西太阳沙二维潮流数学模型,并将该模型应用到工程项目中,分析了工程前后水动力条件的变化。应用结果表明:人工岛方案实施后整体流场基本不变,即使出现流速、流向的变化也仅局限在人工岛周围的局部区域,对烂沙洋深槽流场不会产生影响。因此,在现状纵横岸线边界条件下,实施人工岛工程后,要维持工程附近的滩槽稳定,潮流优势是关键,所以在实施任何建港或围垦工程时都必须以维持现状水流特征和动力环境为前提,应尽量消除不稳定因素,以保证烂沙洋海域滩槽的稳定。     

港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程总平面优化设计

为降低港珠澳大桥珠澳口岸人工岛工可总平面布置的阻水率,巧妙利用澳门明珠陆域向东突出的地形地貌,调整珠海接线人工岛布置,使珠澳口岸人工岛的阻水横断面减少了37%,同时使珠海接线人工岛的费用减少、工期缩短、施工难度降低。港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程总平面因地制宜的优化设计思路及方法获得了初步设计专家评审会的肯定,可为类似河口区临近大陆人工岛平面布置提供有益的参考。     

人工岛工程建设对海洋环境影响的数值分析方法探讨

利用数值模拟技术在人工岛工程开展之前。对工程所造成的周围海域的影响进行评估与预测，对于减少工程的环境因素负面影响和工程的失误具有重要的意义。本文对利用数值模拟方法去分析人工岛建设过程及工程完成后对海洋环境影响进行预测与评估的基本思路与方法、现有数值方法的特点进行讨论与分析。