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.     

洋山港四期工程水域水沙环境及港区增深方案研究

依据洋山港区多年(2006~2016年)的水文泥沙、水深等资料,在深入地分析洋山港四期工程海域水沙环境基础上,采用数学模型的方法对四期港区增深方案进行了研究,结果显示:(1)洋山港区属非正规浅海半日潮型,平均潮差2.76 m,潮汐强度中等;四期港区水域,涨、落潮水流呈明显的往复流运动,涨潮平均流速为0.63 m/s,落潮平均流速为0.69 m/s;(2)四期港区水域含沙量季节变化与整个洋山海域是一致的,季节变化明显,冬、春季节含沙量较高,夏、秋季节含沙量较低,多年垂线平均含沙量约为1.4 kg/m~3;底质泥沙颗粒中值粒径一般在0.012~0.029 mm之间,平均为0.019 mm,主要为粘土质粉砂;(3)四期港区水域总体上呈现出冲刷的态势,长时间累计净冲刷强度接近2.0 m。目前的水动力和泥沙环境及地形冲淤特征对四期港区的开发处于有利状态;(4)四期港区工程建成后,潮流性质没有发生变化,泊位、港区和航道水域水流归槽明显,水流更加平顺;对洋山港海域各汊道潮量变化没有明显影响;7万t和12万t两个方案建设后,港池与航道总淤积量为500~600万m~3左右。     

温州飞鳌浅滩海域水沙环境与海床冲淤变化

以2013年7月研究海域实测水文泥沙资料和多期(1964年、1986年和2011年)水深资料为基础,对飞鳌浅滩海域水沙环境、地形冲淤变化进行了分析。结果表明,温州飞鳌浅滩海域潮汐为正规半日潮,属强潮海域,最大潮差可达7. 0 m以上;潮流以往复流为主,流速在0. 3～0. 5 m/s之间,余流方向受季节性影响较大,夏季表现为东北或北向;近岸浅海区大潮和小潮平均含沙量在0. 2 kg/m3和0. 08kg/m3左右;海床表层沉积物以粉砂质粘土和粘土质粉砂为主,属于典型的淤泥质海岸。本海区的海岸线形态与变化主要受人类开发活动的控制,随着潮滩围垦及港口建设,海岸线将长期保持向海推进的趋势;自上世纪60年代以来,该海域岸滩总体是保持动态的相对稳定状态,年冲淤速率在2 cm/a左右。近年来,由于整个海区的陆源泥沙大幅减少和大规模围垦潮滩使得近岸浅滩泥沙供给减少和泥沙活动减弱等关系,该海域海床冲淤趋势渐缓,在未来若干年工程海域岸滩总体仍会处于基本稳定状态。     

洋山港建设时期海域通道冲淤变化特征分析

洋山深水港区是由大、小洋山南、北两支岛链组成,形成东窄西宽面向杭州湾开口的喇叭状水域,文章结合洋山港建设以来现场实测水文、地形资料,分析了1998～2007年洋山海域通道内地形冲淤演变情况,将洋山港通道内地形变化特征概括为:随着边界的变化,地形冲淤调整迅速;南北格局呈现出"南淤北冲"的规律;长时间尺度来看,近期地形总体趋于相对平衡,略有冲刷;短时间上看,年内冲淤变化大。为洋山港港区进一步的规划方案论证提供基本依据。     

通州湾围垦工程数值模拟及其影响

根据通州湾海域的水文条件,采用二维潮流泥沙数学模型,结合实测资料对通州湾已围垦区域潮流及含沙量进行模拟及验证,在验证良好的基础上,对不同方案下港池围垦区域附近海域的潮流泥沙运动进行计算和预测分析。结果表明:模型能较好的模拟研究区域的潮流及含沙量变化;围垦区域南侧流速增大,冲刷强度大,有利于深水码头的建立;2种方案下,工程区附近水流流速、流向不同,方案2的泥沙冲淤范围和强度小于方案1。     

新海港防波堤建设对水动力环境的影响研究

本文以海口港新海港区为研究背景,采用二维潮流泥沙数值模拟的手段计算并分析新海港某港池拟建防波堤工程对港区海域及航道的水动力环境的影响大小及范围,着重分析进出港航道流速、冲淤的变化情况。计算结果表明:因该海域东向流占优,防波堤工程对潮流的影响范围东向流大于西向流;受防波堤挑流作用,航道内流速较之工程前略有增大,并且航槽呈冲刷态势,最大冲深0.15m/a;港池内流速较之工程前减小,呈淤积态势,最大淤厚0.21m/a。     

温州瓯飞浅滩地形冲淤演变特征

基于瓯飞浅滩海域多年水文泥沙及地形水深实测资料,分析研究其水动力泥沙特性及地形冲淤演变规律。结果表明:研究海域潮流性质属于非正规半日浅海潮流,各垂线分潮流椭圆率K值在0. 00～0. 20之间,故潮流总体上以往复流为主;含沙量分布呈现外海向口内逐渐增大的趋势,且大潮期含沙量明显大于中潮和小潮期;通过对瓯飞浅滩近几十年的冲淤计算及相关断面分析,认为瓯飞浅滩的潮滩区域总体处于略有淤高基本稳定的状态。不同于潮滩区域,瓯飞浅滩的水下浅滩区域在1987—2010年,年均冲刷幅度为0. 008～0. 02 m,表现为基本稳定略有冲刷的状态。     

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。     

温州大门港口物流区规划围垦工程潮流泥沙数值模拟研究

文章研究了温州大门港口物流区规划围垦后的有关潮流泥沙问题。在掌握了工程海域水动力及泥沙运动特点的基础上建立了平面二维潮流泥沙数学模型。在模型验证的基础上,对工程实施后的潮流场、悬沙场、地形冲淤变化进行了模拟研究。从水动力、泥沙冲淤等方面分析了工程对周边海域的影响。     

上海洋山深水港一期～三期港区回淤特征研究

基于实测水文和地形资料,开展洋山深水港一期～三期港区的回淤特征和回淤机理的分析,研究表明:洋山海域含沙量冬季高、夏季低,港区冬春季回淤强度略高于春夏季,回淤形式以悬沙落淤为主;一期港区流态平顺且潮流动力强,回淤强度相对较低,仅0.04m/a,二期港区紧邻汊道的分流、汇流口,潮流动力减弱,不利于泥沙输移,回淤强度可达1.32m/a,三期港区涨、落潮流在此扩散和汇聚,回淤强度也有0.47m/a,但是由于口门束窄,水深较深,港区基本无须疏浚维护。     

上海国际航运中心洋山深水港工程泥沙问题研究综述

洋山深水港海区水深、流大、含沙量高、水流流态紊乱,泥沙淤积问题是建港中的关键问题。文章总结了1998年以来在洋山深水港泥沙方面的研究工作,介绍了研究中采用的手段和方法,归纳总结了洋山深水港区泥沙研究的科研成果及创新点,并对研究成果的科学性作出评述。研究认为,洋山港海域泥沙运动形态以悬移质为主,潮流对泥沙具有起悬和搬运双重作用,水流强弱是港口建成后水深维护的关键;一、二期工程方案封堵小洋山—镬盖塘—小岩礁汊道,建设顺岸式码头,不宜采用挖入式港池方案;北港区规划方案以汊道方案较为稳妥;远景规划方案可采用单通道的南北双汊道规划方案;并基于平衡含沙量理论,提出了海床冲淤演变预测公式和顺岸式港池淤积预报公式。     

长江口南汇嘴海域表层悬浮泥沙分布和运动遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料,建立了长江口南汇嘴水域表层悬沙遥感模式,结合实测含沙量资料对南汇嘴海区表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行了分析,结果表明南汇嘴附近海域总体上含沙量较高,在0.5～1.5kg/m3变化。高含沙量多出现在杭州湾口中部、南汇嘴浅滩,杭州北岸芦潮港附近含沙量为0.5kg/m3左右。悬沙的浓度及范围随大、小潮和洪、枯季的不同而不同。悬沙的浓度及范围随潮差和风速增大而增大,南汇嘴边滩含沙量一般洪季高于枯季,杭州湾水域水体含沙量一般是冬季高于夏季。长江口与杭州湾之间存在着泥沙交换,长江口水沙以直接和间接2种方式进入杭州湾,而南汇嘴近岸水域则是交换的主要通道。     

台州湾海域水文泥沙环境及海床冲淤演变分析

文章结合台州湾海域历史上各年代、各测次的水文泥沙测验和实测地形资料,对该海区1934~1998年和1988~2003年2个不同时间长度内的地形变化进行了分析,结果表明:台州湾属于强潮海域,具有潮差大、潮汐动力强的特点;该海区在1988年以前处于略有淤积状态,而1988年后期处于冲淤基本平衡的稳定状况;椒江口内高含沙水体的往返运移对湾内水域冲淤变化的影响甚小;造成该海区海床变化的泥沙主要来自于浙江东海岸沿岸泥沙运动,随着来自长江口泥沙的逐年减少,该海域的海床形态基本趋于稳定,海域含沙量逐步降低,为台州市深水港的建设提供了良好的泥沙环境。     

多因素数学模型在温州瓯江口浅滩围涂工程研究中的应用

建立了波浪、潮流、盐度、悬沙、底床冲淤等多种因素数学模型,在模型验证的基础上,对瓯江口温州浅滩围涂工程海区的波浪场、潮流场、盐度场、悬沙场、底床冲淤场进行了数值模拟研究,对温州浅滩围涂工程对瓯江泄洪、瓯江南北口分流比、乐清湾养殖业、瓯江口港口航道及状元岙深水区、南口口外滩地的影响进行了分析论证。分析研究结果表明,温州浅滩围涂工程是可行的。     

温州浅滩围涂工程对港口航道的影响研究

采用波浪、潮流、泥沙数学模型,对瓯江口温州浅滩围涂工程海区的工程前后的波浪场、潮流场、悬沙场、底床冲淤进行了数值模拟研究,对温州浅滩围涂工程对瓯江口港口航道的影响进行了分析论证。研究结果表明,温州浅滩围涂工程不仅对温州港现有港口航道及未来的状元岙深水港区基本没有负面影响,而且有利于航道水深的维护和稳定,可以改善从瓯江北口到黄大岙水道的船舶航行条件。     

洋山港及邻近海域悬沙输运特征研究*

基于SWEM2D数值模型,建立了一个范围包括洋山港、长江口及杭州湾的二维水流泥沙数学模型。根据2004年5月洋山港实测水文泥沙资料,认为洋山港区域悬沙垂向切变输运较小,可忽略该项对悬沙输运的影响,采用二维泥沙数学模型能基本反映出该区域悬沙输运特点。利用2004年5月洋山港及邻近海域实测水文泥沙资料对模型计算结果进行验证,验证结果表明模型计算结果与实际情况吻合良好。在此基础上,根据模型计算结果计算了洋山港及邻近海域大、中、小潮期间悬沙输运速度。结果表明,洋山港区域悬沙主要以欧拉输运为主,斯托克斯漂移、潮泵输运为辅。该区域西口门高含沙量主要是受到长江口及杭州湾悬沙输运富集的影响。其邻近海域主要的悬沙输运在近南汇边滩以东区域分成两股,一股向北,一股沿着南汇南岸的水下泥沙通道,径直流向杭州湾,并在杭州湾的悬沙输运的带动下,向洋山港流去。     

天津浮式LNG码头建设水动力泥沙问题研究

在对天津港海域水文泥沙特征和冲淤演变进行分析的基础上,采用二维波浪潮流和泥沙数学模型对天津浮式LNG码头建设的水动力和泥沙问题进行研究,对取排水实施前后流场变化、防波堤建设对码头前流场影响进行了计算分析,同时预报了港池、航道正常年淤强以及一场大风期间淤积厚度,并通过资料分析得到泄洪排涝对工程区泥沙淤积不会产生明显的影响的结论。     

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。     

洋山深水港区前沿施工期强淤分析

依据沉积物取样分析结果及有关资料的分析,对港区阶段强淤进行了研究,结果认为港区后方的小洋山~镬盖塘汊道封堵对地形演变的影响,主要限于码头前沿的局部范围,其地形的稳定性主要受控于主通道的水流状况,工程竣工后,主通道的涨、落潮量及水体含沙量应基本不变。