连云港港30万吨级航道工程抛泥悬浮物扩散观测研究

依托连云港港30万吨级航道工程,分析了ADCP走航式测沙技术应用于含沙量较低的连云港淤泥质海岸的可行性,重点研究主航道疏浚土在抛泥作业过程中产生的悬浮物扩散运动规律及其对连云港徐圩港区航道回淤的影响。研究成果可为连云港港30万吨级航道抛泥作业的改进提供参考。     

瓜达尔港疏浚弃土对港内淤积的影响

在1996和2001年现场实测水文、含沙量、底质、波浪等资料基础上,利用二维潮流、泥沙数值模拟技术对工程区附近水域的潮流、抛泥后泥沙的沉积、部分细颗粒泥沙随涨、落潮流的运动情况进行了研究,同时就该部分细颗粒泥沙对航道的影响作出了评述。     

龙口港航道扩建工程疏浚土输移研究

采用目前国际上广为应用的DELFT3D软件技术，建立潮流、风浪和泥沙即时耦合计算的二维数学模型，研究龙口港航道扩建工程疏浚土扩散问题。模型建成后，通过实测潮流、潮位和长时段地形变化资料，对模型进行有关参数的率定。在计算成果与实测资料达到相似要求后，首先对疏浚土形成的漂浮水质点运动进行分析，得出了漂浮水质点运移轨迹及影响范围，然后对疏浚土形成的悬移泥沙进行模拟，分析了疏浚土随潮流运动扩散输移而引起的悬浮泥沙的可能分布及影响范围。研究结果表明，抛泥区距港区和航道较远，不会对港区、航道造成影响。     

水下开挖施工产生的悬浮泥沙扩散数值分析

为了分析水下开挖施工产生的悬浮泥沙扩散特性,以闽江口粗芦岛南侧水下沟槽开挖为例,采用平面二维悬沙输移数学模型,研究挖泥船不连续作业产生的悬浮泥沙扩散随水深和潮型变化的关系。计算结果表明:若开挖地点水浅或小潮,则悬浮泥沙不易扩散,含沙量的增幅和高浓度(含沙量增量超过10 mgL)的浑浊水域面积都较大。     

抛泥扩散淤积分布计算

在平面二维潮流场的基础上,采用欧拉———拉格郎日质点漂移法对抛泥扩散淤积分布进行模拟计算。该方法不需要求解大型方程组,仅用有限个质点代表抛泥产生的污水团,根据单个质点所在地的已知流速、流向、水深、含沙量等参数,以及当地的其它自然条件,选择某个合适简便的泥沙公式,就能模拟污水团运移过程中泥沙造成的淤积范围和淤积厚度。通过对长江口北槽拟选倾倒区抛泥的淤积情况进行模拟计算,结果与示踪沙试验基本吻合,说明该方法对抛泥淤积的计算是可行的。     

长江口航道疏浚土利用至横沙浅滩数值模拟研究*

针对2020年后长江口深水航道疏浚土全部外抛至海洋倾倒区造成疏浚土资源浪费的问题,利用三维潮流泥沙数学模型SHIWM-3D对疏浚土综合利用至横沙浅滩进行固沙保滩的方案进行了数值模拟,综合分析横沙浅滩流态分布、泥沙输运扩散情况、疏浚土落淤效果以及对深水航道回淤的影响。结果表明：1）航道疏浚土吹泥上滩后部分泥沙直接落淤,部分泥沙则随涨落潮流扩散输运。2）横沙浅滩区域大潮期间呈现冲刷状态,小潮期间呈现淤积状态,疏浚土在浅滩总体表现为淤积。3）航道疏浚土吹泥上滩至横沙浅滩区域对深水航道的回淤影响不大。4）长江口航道疏浚土利用至横沙浅滩的方案是可行的,是解决2020年以后长江口航道疏浚土综合利用的可持续发展方向之一。     

中缅油气管道码头工程水动力泥沙研究

工程位于缅甸西部的马德岛东北侧水域。在现场实测水文、泥沙、地貌等资料分析的基础上,依据码头和航道设计方案,利用整体潮流物理模型、ADCP走航式测试方法及波浪潮流泥沙数学模型等手段,对工程海域的水沙环境、码头前沿水域的流态及航道开挖抛泥区的选择等工程建设的关键要素进行了综合研究。结果表明:码头前水域涨、落潮水流都较为平顺,在该处修建码头是可行的;在选划的抛泥区A、B、C三区内抛泥,对航道基本没有影响,是安全经济合理的。     

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。     

黄骅港抛泥区泥沙运动规律的研究

应用中子活化示踪砂技术对黄骅港疏浚抛泥区的泥沙运动规律进行了勘测和研究，给出了泥水扩散的方向，不同方向的扩散量及泥沙团重心的运移方向，对抛泥区的疏浚泥沙回淤进行了简要评估，为黄骅港疏浚抛泥区的优化选择提供了科学依据。     

长江口北槽深水航道整治工程贮泥坑抛泥过程监测分析*

对北槽航道维护使用的3#贮泥坑抛泥流失率进行现场监测和分析研究。监测内容包括应用多波束地形测量仪测 得贮泥坑抛吹泥前后的准确容积变化,采用表层取样法测量贮泥坑抛泥后的表层泥沙密度及采用柱状采样器测量贮泥坑不 同深度的泥沙密度,综合容积变化和密度结果可以得到实际入坑泥沙量,结合实际抛泥量计算出贮泥坑的抛泥流失率。监 测结果表明该贮泥坑的抛泥流失率达到76%。同步监测的流速结果表明贮泥坑周边动力强、流速快,流速快是造成该贮泥 坑抛泥流失率大的主要原因。建议该坑向附近动力弱的坝田掩护区移动以减少该贮泥坑泥沙流失率。     

莱州港二号港池及5万吨级航道工程二维潮流数学模型研究

根据实测资料分析,莱州港海区浪小、流小、含沙量小、泥沙来源少,具有建设5万t级码头的良好自然条件。运用数学模型的方法,建立了莱州港2号港池及5万t级航道工程前后的二维潮流数学模型。计算结果表明,新规划港区航道建成后,整体潮流场变化不大,对海区整体潮流影响甚微,但口门处的回流将影响口门淤积。     

新时期长江口航道建设深化研究方向的探讨

长江口航道的建设与管理面临着河势背景深刻变化的新情况和生态优先等新要求.为了进一步提高航道的综合通过能力,分析近几十年来长江口河势的主要变化,归纳长江口深水航道的治理(设计)思路.基于对长江口在盐、淡水交汇和潮汐环境中的黏性细颗粒泥沙运动物理过程和航道回淤机理的认识,包括盐度和含沙量的层化、紊动抑制、悬沙斜压效应以及纵...     

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。     

茅尾海航道开发潮流物理模型试验研究

茅尾海浅滩位于河流出口与潮水相互作用的区域,航道开发面临特殊的水流、泥沙问题。借助潮流物理模型试验,模拟整个茅尾海海域潮流情况,对开发航道方案流态、潮流场变化进行模型试验对比分析,对航道泥沙淤积问题进行计算分析。试验及分析结果表明:3个方案中,瓦泾江出口航道挖深最大,航道水流增加最大,淤积强度也最大,不利于航道维护;大榄江航道方案B利用深槽,挖深较小,水流变化也不大,但航道最大横流最大,不利于船舶航行安全。鉴于在河流出口与潮水作用浅滩开挖航道将面临落潮归槽水流影响、局部流速及淤积量增加较大、航道拐弯处横流太大影响船舶安全等问题,航道开发应尽量利用横流较小的深槽,可适当进行开挖。     

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。     

磨刀门航道整治工程对咸潮上溯的影响

采用实测水文资料建立高精度的三维水流盐度数学模型,模拟了磨刀门航道整治工程前后流场及盐水入侵的变化.并运用已验证好的磨刀门高精度三维水流盐度数学模型,计算了磨刀门航道整治工程前后水动力变化及咸潮上溯程度,为航道整治工程的实施提供依据.研究表明航道整治工程使得近海地区的盐度值有所增大,加剧了咸潮上溯程度,但工程对咸潮上溯的影响不大,不是珠江三角洲地区近年来咸潮上溯的主要原因.     

大平岛围垦工程对航道、码头影响研究

基于工程海域条件分析,建立了平面二维潮流泥沙数学模型。在实测资料验证良好的基础上,对大平岛围垦工程前、后的潮流、悬沙场等进行了模拟,就工程对围区附近航道、码头的影响进行了分析研究。研究表明,本工程的实施对周边海域没有大范围的根本性影响,其影响主要集中在西侧水道的局部水域,会使处于围区西侧水道的燕山热电厂煤码头及其航道等产生淤积,建议定期疏浚或采取其它工程措施。     

长河段二维水沙数学模型研究及应用*

为了适应长江长河段系统治理技术的需要,对TK-2DC软件水沙计算核心部分进行了并行程序开发,将并行计算技术应用到长河段水沙数学模型中,大大提高了长河段水沙模拟计算效率及模型计算的时效性。建立了长江中游沙市—监利、戴家洲—牯牛沙及长江下游安庆—南京长河段平面二维水沙数学模型,对航道整治工程效果进行了模拟预测。     

疏浚泥固化处理进行填海工程的现场试验研究

疏浚泥固化处理后用作填方用土是疏浚泥处理的有效方法，但在我国还没有在实际工程中应用过。结合我国实际条件，在现场进行了疏浚泥固化处理的施工、浇筑，并对填筑地基进行了取样强度试验和原位静力触探试验研究。结果表明固化土的强度随水泥掺加量的增加呈线性增长，浇筑地基取样的强度比室内制样强度降低10％～50%，填筑地基的承载力可以满足填海工程地基设计的要求，疏浚泥固化处理土可以用作填海工程的材料。