复杂动力环境海峡填海工程环境影响研究

以琼州海峡白沙浅滩海上人工岛工程为研究对象,在实测资料分析的基础上,基于非结构网格建立潮流数值模型,分析了工程前后的流场动力变化特征,同时采用悬沙模型和底沙模型预测工程实施后工程海域的地形演变特征,研究了如意岛工程对周边海域的动力变化影响,对工程海域泥沙冲淤进行了分析和预测。     

长江口南港河段近期河床演变特征及航道整治策略*

长江口南港长期以来是一条上下贯通、水深条件良好的入海通道。长系列水沙、地形实测资料表明,近期南 港河段发生了一系列的河势变化,突出表现在瑞丰沙下沙体的冲刷和中部串沟的发展。在近期河床演变特征、演变趋势分 析,以及南港12.5 m深水航道回淤特性分析的基础上,研究南港航道的整治策略,并提出初步治理方案。     

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。     

长江中游牯牛沙水道碍航原因分析

针对牯牛沙水道航道问题,根据近50年河道实测地形资料,分析了牯牛沙水道河床演变特点、碍航特性及浅区成因。结果表明:牯牛沙水道碍航主要是由于过渡段河道宽浅。虽然近年来该河段已实施的一期工程抑制了牯牛沙边滩的冲刷后退,但一期工程高程较低,未改变过渡段宽浅的河道格局,过渡段水流分散,洪枯水流路不一致,一期工程还不能完全有效导引水流冲刷过渡段浅埂,造成过渡段航槽时而出浅;且三峡工程蓄水运用后汛后退水期缩短,浅滩退水冲刷强度减弱,航道条件难以保持稳定的4.5 m水深。     

长江南京以下深水航道和畅洲水道整治效果分析

为达成长江口深水航道上延至南京的目标,长江南京以下12.5 m深水航道二期工程和畅洲水道实施航道整治工程,在左汊采用潜堤的结构形式,减小左汊分流比,改善右汊航道水深条件。本文根据和畅洲水道航道整治工程实施后的实测数据,与设计阶段数物模预测结果进行对比分析,综合分析工程前后在滩槽变化、河床容积、流场变化、分流分沙变化等方面的实现情况。结果表明:工程实施以后,左汊潜堤上游侧主要呈淤积状态,潜堤下游侧呈冲刷状态。右汊分流比大幅提高,河槽大面积刷深,航道维护量非常小。工程达到了预期的航道整治目标,工程治理方案合理,航道整治效果显著,可为长江中下游潮汐分汊河段航道整治提供参考。     

上海横沙新港建设对长江口滩槽水动力的影响

基于CJK3D-WEM模型,建立长江口横沙港区数学模型,研究横沙港区形成后周边水域的水动力变化。结果表明:横沙港区方案实施后,各汊道断面分流比变化较小;南港河段、北槽中上段涨落急流速均有不同程度增加,北槽下段涨、落急流速略有减小,南港—北槽航道的落潮优势流略有变化,仍表现为明显的落潮优势;北港沿程落急流速变化较小,涨急流速北港口外段增加,其余区段减小。方案的实施对长江口拦门沙地区的总体河势格局不会产生明显影响。     

港珠澳大桥对伶仃洋水沙环境的影响

利用珠江口伶仃洋海域实测水文、泥沙及水深测量等现场实测资料分析,建立了南起万山群岛、北至虎门、东起汲水门、西至珠海—澳门的港珠澳大桥整体物理模型,研究工程实施对伶仃洋诸港口、伶仃航道、铜鼓航道及附近海域流场、潮位和水深变化的影响。结果表明:港珠澳大桥实施对潮流、潮位的影响仅在桥轴线上下游各4 km的范围内,对伶仃航道、铜鼓航道通航基本没有影响。     

波流共同作用下滩海人工岛工程周边冲淤分析

滩海地区人工岛工程等构筑物的修建，使工程区域的流场发生变化，影响构筑物周边的泥沙运移，进而将影响到周边海底地形的变化。文章通过建立研究区潮流计算数学模型，计算分析南堡油田#^1人工岛工程建设后对周边流场的影响。在此基础上，分析因流场改变而导致泥沙运移路径的改变，进而分析构筑物周边引起的冲淤情况。数值计算结果表明工程建设对周边水域的水流流态影响较小。泥沙冲淤分析结果表明，在人工岛的西、南侧由于流速增加，出现明显的冲刷；在人工岛北侧、东侧和引桥的西侧受水流动力减弱的影响，出现淤积现象；护岛潜堤的修建对减少人工岛地基冲刷具有明显的效果。施工期和工后现场冲淤测量结果验证了上述结论。     

新开沙—裤子港沙河段近期河床演变及对深水航道工程的影响

长江南京以下12. 5 m深水航道一期工程的实施稳定了通州沙东水道下段至狼山沙东水道12. 5 m深水航道右边界,但深水航道左侧边界(新开沙—裤子港沙河段)因未采取整治措施而仍处于自然演变状态。经对该区域自一期工程实施以来的地形变化进行分析,结果表明:新开沙右侧沙尾向窄长型发展,沙尾淤积下延;裤子港沙滩面冲刷,沙尾淤长南压并进入航道内;新开沙—裤子港沙之间串沟持续发展,并于2015年12月10 m等深线贯通。这些变化都将对深水航道水深维护产生不利影响,建议尽快开展深水航道后续完善工程的相关研究。     

调水调沙对黄河下游通航的影响*

介绍黄河下游航道的现状,根据实测资料分析调水调沙前后河道主槽宽深变化和流量水位变化的规律。结果表明:调水调沙后,主槽的冲刷和展宽明显,过水能力增加,通航条件得到改善。利用2001—2010年小浪底、花园口、高村、艾山和利津站水文资料,建立了水位、流量和过流面积1对2的神经网络模型,各站点模型表现的相关性良好,预测结果验证了调水调沙使得下游河道在宽度和深度上都有所增加,有利于通航。     

湘江长沙综合枢纽工程坝区河段河床变形预报试验研究

文章基于全沙动床物理模型,对湘江长沙综合枢纽坝区河段河床变形情况进行模型试验研究。在模型河床变形验证相似的基础上,对枢纽正常运行初期中水中沙典型年以及丰水丰沙典型年坝区河床变形进行预报。研究表明枢纽建成正常运行后,中水年与丰水年坝区河段河床冲淤变化规律相似,但变化幅度要小。坝上河床冲淤相间,总体稍有淤积;坝下近坝段冲刷深度较大,冲刷的泥沙主要在下游附近河床淤积,随着枢纽运行时间的延长,该段河床的淤沙逐渐向下游输移。     

淮河干流刘台子弯道水动力及河床变形数值模拟研究

为分析和评价刘台子弯道河段在不同整治方案下的工程效果,采用SIMHYD-2D平台构建二维泥沙数学模型对淮河干流临淮岗闸下—鲁台子河段2种整治方案进行水动力及河床变形数值模拟研究。结果表明:二维水沙数学模型能够很好地模拟河道的水力因子,也能合理地模拟自然条件下的冲淤分布,可以用于开展工程河段的冲淤演变预测分析;经过冲淤调整10 a后,在2种整治方案下,临鲁段河道主槽仍以冲刷为主,冲刷速度减缓,滩地仍以淤积为主,整体河道表现为冲刷;通过对比分析2种整治方案裁弯对上下游河道水沙运动及冲淤的影响、通航水流条件及新老河段未来冲淤情况,推荐方案2作为整治方案。     

枢纽下游河床冲刷深度估算方法

根据沙量守恒原理,从宏观上建立了清水冲刷深度估算公式。公式涉及到床沙可悬百分数;推移质单宽率输沙量及其变化过程;冲刷过程中水流条件的变化;粗化层厚度及其级配等疑难问题。通过水槽试验和理论分析给出了这些问题的计算关系式,获得了冲刷深度估算方法。经试验资料检验,精度良好。     

大连海上机场人工岛建设对区域水动力及海床冲淤影响分析*

以大连海上机场离岸式人工岛为模拟对象,构建水动力及泥沙输运数学模型,根据现场实测资料对模型进行了证;由模型模拟的结果获得了因人工岛的建设对金州湾海洋动力的影响及海床冲淤情况,为进一步论证大连海上机场人工岛建设的可行性奠定了基础。     

冀东南堡人工岛工程潮流泥沙数值模拟*

采用平面二维潮流、泥沙数学模型,结合三重嵌套网格模式,就冀东南堡人工岛附近海域的潮流及泥沙场进行模拟。人工岛工程前、后的潮流场变化表明:由于人工岛及引桥对水流的拦截作用,人工岛后沿及引桥两侧流速减小,人工岛前沿则随着过水断面束窄,流速有所增大。同时,在挖沙池附近,由于局部地形调整,水动力条件在不同位置变化情况稍有差异。此外,泥沙冲淤演变验证了水动力条件变化对泥沙输移的影响:在水流流速增大的区域发生冲刷,而在水流动力减弱的区域则发生淤积。     

海岸工程影响下潮间带泥沙冲淤变化计算

海岸工程实施后,将会改变区域地形,并对该区域的水动力及泥沙冲淤产生影响。针对潮间带特点,将淹没水深和淹没流速代入半经验半理论公式中,预测强潮浅水海区泥沙冲淤变化。在平面二维潮流模型的基础上,应用修正后的半经验半理论公式,计算分析漩门湾围垦工程对潮间带泥沙冲淤变化影响。     

三峡施工期宜昌河段水位下降与整治措施

根据三峡水库下泄曲线,在动床模型上,预测了三峡不同运用阶段宜昌河段冲淤变化和水位降落情况;研究了防止河床冲刷的工程方案。结果表明,潜坝方案能够满足三峡不同运用阶段的葛洲坝三江下航道通航水位要求,该方案经济可行,效果显著。