强浪海域埋入式护底对防波堤稳定性的影响分析

海南岛东南海岸台风频繁,近岸波浪极限波高可达10 m,建港条件恶劣。防波堤的结构安全成为在该海域建港的关键难题。基于南海应急抢险打捞保障基地工程对斜坡式防波堤稳定性进行研究,通过建立三维波浪整体物理模型对防波堤不同形式的护面及护底块体进行稳定性试验。结果表明：在该强浪海域,防波堤护底的稳定直接影响护面的稳定。通过加大护底块石质量以达到稳定的效果不佳,而通过采用埋入式护底的结构形式可有效提高稳定的同时有利于减小护底块石的质量,进而达到防波堤护面结构稳定的要求,一定程度上节省了工程投资。     

人工沙滩在堤后次生波作用下的稳定性试验

基于波浪泥沙物理模型,考虑不同水位条件、不同重现期的波浪作用以及复坡和单坡2种不同坡度的沙滩坡面,对斯里兰卡科伦坡港口人工沙滩的冲淤情况及稳定性进行试验研究。结果表明,在次生波作用下,沙滩出现了不同程度的冲刷,沙滩剖面出现冲刷的主要部位一般位于水面线以下的波浪破碎带内,但当波浪条件增大时,人工沙滩剖面在水面线以上也呈普遍冲刷状态。在试验工况范围内,外海水位越高,波高、周期越大,防波堤堤后的次生波越大,所造成的沙滩剖面变形越大,冲刷深度越大。复坡和单坡2种不同坡度方案滩面泥沙在次生波作用下的冲淤部位基本相似,剖面稳定性相当。     

鳗鱼沙心滩整治建筑物局部冲刷试验

通过局部正态模型试验,研究鳗鱼沙心滩整治建筑物有、无护底条件下局部冲刷坑深度与范围。根据成果分析,确定鳗鱼沙心滩整治工程重点防护区域,并提出鳗鱼沙心滩整治建筑物设计护底范围优化建议。     

不同因素对潜堤波浪传播的影响

针对波浪穿过梯形潜堤时的波浪形态沿程变化问题,以梯形潜堤为研究对象,通过二维水槽试验,研究梯形潜堤上规则波的传播特征。以比波高为参数分析不同波浪要素(波高、周期和水深等)对波浪传播变形的影响。试验结果表明,其他条件不变时,入射波高越大、波浪周期越小、堤顶淹没水深越小时,波高在潜堤上方衰减越明显。在有足够水深,且波高较小时,波浪对潜堤均有良好的穿透性;波高较大时,波浪在潜堤上部发生破碎,波浪穿过潜堤后波高衰减,此时潜堤的消波作用明显;在波浪不发生破碎情况下,较长周期波浪在潜堤顶部比波高增大,且出现双峰值。     

长江下游口岸直水道鳗鱼沙心滩头部护滩带工程结构细部处理

鳗鱼沙心滩头部守护工程采用护滩结构,在受径流和潮汐双重影响条件下的应用尚属首次。为保证鳗鱼沙心滩守护工程的质量和整治效果,并保持整治工程结构的稳定性,在分析长江下游口岸直水道鳗鱼沙心滩段水流特性的基础上,根据局部水槽模型成果,对鳗鱼沙心滩头部守护工程护滩带结构进行了细部处理,在保证工程结构稳定的基础上,减少了水毁损失,降低了工程维护成本,节约了工程量,也为相关工程的设计与建设提供参考。     

防波堤波浪越顶对港内波高的影响

较低顶高程的防波堤波浪越顶会对港内波高产生影响。针对某一具体工程实例,进行防波堤波浪越顶后透射波 高的断面和整体模型试验,结果表明：斜向浪（45°以下）作用下,堤后透射比波高随着距防波堤距离增大而逐渐消减,当 水工结构物距防波堤较远时,透射波高远小于断面试验结果;局部防波堤波浪越顶对港内波高的影响明显小于全部防波堤 波浪越顶情况。     

无围堰条件下横沙浅滩接纳长江口深水航道维护疏浚土的可能性分析

受流域来沙持续减少影响,长江河口拦门沙区域已普遍进入侵蚀状态,滨海湿地资源流失日趋明显。同时,长江口深水航道疏浚维护量也有所减少,疏浚土资源日趋宝贵。近年来疏浚维护量基本稳定在5 500万～6 000万m~3/a。利用航道疏浚土就近补给受侵蚀浅滩,可成为未来疏浚土资源化利用的重要方向。从培育生态滩涂角度出发,无围堰条件下的吹填上滩是需要研究的工艺选项。以横沙浅滩为例,借鉴淤泥质海床在波浪作用下动力响应的黏弹性模型和连云港外航道疏浚土实测流变特性参数,研究分析了淤泥海床在不同来波波高和不同浮泥密度下的波高衰减率,得到浮泥密度1. 20～1. 30 g/cm~3时消浪效果最大等结果。该思路和方法可为长江口航道疏浚土无围堰吹填工艺论证提供参考。建议对长江口航道疏浚土的动态流变特性等开展试验研究。     

沉管沉放等待阶段不同动力要素下的数值模拟研究

本文以港珠澳大桥岛隧工程为背景,采用基于势流理论的ANSYS/Workbench/AQWA,建立沉管浮驳管段的数值计算模型进行时域分析,研究了JONSWAP谱作用下,谱峰周期、有效波高和波浪入射角对沉管-浮驳系统在沉放等待阶段的最大缆力的影响。研究结果表明:当波浪频率接近系统固有频率时,会产生较大的系泊缆力;系统的系泊缆力随着有效波高的增大而增大,且波浪入射角越大,增大趋势越明显;不同谱峰周期下,系泊缆力随波浪入射角的变化规律不一致。     

基于人工补沙的海滩养护试验研究

近年来,新兴的海滩养护"软"防护方法凭借其更自然化的防侵蚀方式、环境友好程度高以及经济性合理等优势,在海岸防治和修复的工程实践中得到广泛应用。本文通过二维水槽动床试验,结合剖面识别的图像观测方法,对沙坝补沙以及滩肩补沙两种养护方案下的补沙初始剖面向平衡剖面转化的演变过程进行分析。试验发现,沙坝补沙可使外海波浪提前破碎,明显减轻了岸滩侵蚀,且在一定波浪条件下产生了向岸输沙,造成岸线前进;而滩肩补沙则为水下沙坝增长提供了足量侵蚀沙源,增强了岸滩抵御更大波浪的能力。     

潍坊滨海水城人工沙滩防护工程效果物理模型试验研究

文章针对潍坊滨海旅游度假区人工沙滩防护工程进行研究,分析了工程海域自然条件和沙滩侵蚀成因,对滩沙水力特性进行了实验研究,最后通过波浪泥沙整体物理模型试验手段,分析了丁坝防护工程建设后的整治效果。其主要结论如下:潍坊滨海旅游度假区人工沙滩侵蚀的破坏性动力来自NE向波浪的持续向西输沙;正常天气下人工沙滩年损失量约为2万m~3,在极端高水位下如遭遇10 a一遇大浪作用24 h条件下,沙滩损失量为1.2万m~3,人工沙滩年损失量约为7.7万m~3;优化方案实施后,防护工程实施1 a后,人工沙滩年损失量约为6.4万m~3,约占总铺砂量的6%;且抑制东湾内泥沙在风暴潮增水作用下向西湾输送,达到了优化目的。     

长江口南支下段扁担沙护滩工程整治效果分析

长江口南支下段暗沙罗列、州滩变迁,是长江口河势变化最为频繁、也最为复杂的河段.采用mike21平面二维水流、泥沙数学模型,对该河段自然状态下以及实施扁担沙护滩工程情况下水动力条件、河床冲淤变化进行模拟,为该河段河势演变以及河势控制工程的研究提供一定的参考.     

福姜沙水道双涧沙守护工程水动力特性

通过河演分析和河工模型试验,对福姜沙河段双涧沙守护工程进行水动力特性研究。河演分析表明,双涧沙浅滩处于多级分汊段,沙体冲淤和洲头频繁进退是各汊河床冲淤变化和航道条件稳定的关键所在。从潮位、流速和汊道分流比等方面,对前期研究推荐的"人字形"双涧沙守护工程实施后的护滩效果及其对河势、防洪和周边的影响等进行了研究。研究结果表明,工程实施封堵了窜沟、减小了双涧沙上的越滩流,双涧沙及其滩槽格局趋于稳定,可改善现有航道条件,为后续12.5 m深水航道线路选择和治理奠定基础。     

透水框架群促淤护滩效果Ⅰ:平面布置形式

在长江航道整治工程实践中,透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面,而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外,透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验,研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性,提出了透水框架群护滩效果的衡量指标,并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果,提出了冲刷条件下,透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

潜没式导流护滩带的导流效果分析*

针对潜没式导流护滩带，采用理论分析与概化水槽试验相结合，开展潜没式导流护滩带的导流效果研究。结果表明，导流护滩带对水流具有较好的调整作用，其调整作用表现为受导流护滩带阻挡的水流向主流侧偏移以及主流侧过流量增大，调整作用的大小受护滩带阻水程度和淹没程度的影响。主流偏移相对距离和导流率能较好地评价护滩带的导流效果。     

透水框架群促淤护滩效果I：平面布置形式

在长江航道整治工程实践中，透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面，而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外，透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验，研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性，提出了透水框架群护滩效果的衡量指标，并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果，提出了冲刷条件下，透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

不规则波作用下的泊位长周期波浪试验研究

基于港口波浪整体物理模型试验并将泊位水域的波浪进行长短波分离,对不规则波作用下的泊位水域长周期波高的分布规律进行研究。结果表明:旧防波堤的反射对泊位处的长周期波高影响较大,其反射性能越强,泊位受长波危害越严重,在进行港口规划建设过程中可以通过减少港域原有建筑物的反射性能来减小港内长波;单向不规则波在泊位处的长波波高明显大于多向不规则波,在港口前期建设规划时用单向波来考虑长周期波浪对港内泊稳的影响更偏安全;泊位处的长周期波高随着入射波高、周期的增大而增大且波向的改变对港内的长波有一定的影响,但只当波向变化较大时,长波波高随波向的变化规律才明显。     

斜向长周期涌浪作用下斜坡式防波堤结构稳定性优化

海外港口工程大部分位于以长周期涌浪影响为主的海域,长周期涌浪对防波堤的作用尚未得到全面认识和研究,尤其是斜向入射的情况。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪局部整体物理模型试验,对斜向长周期涌浪作用下斜坡堤结构的稳定性进行了研究,并根据试验结果对原方案进行优化,提出了稳定的斜坡堤结构。研究结果表明,斜向波浪作用时,相同水深、波向以及波高情况下,入射波浪周期越长则护面块石失稳率越大;相同水深、波高以及波浪周期情况下,波浪15°角斜向入射时沿堤形成的沿堤流对护面的冲蚀破坏作用比波浪基本顺向入射时的情况更为强烈,护面块石失稳率相比较大。     

不规则波工况下弧形防浪墙波浪载荷试验研究

现有关于弧形防浪墙的研究大多是针对越浪量的,对其上波浪载荷的研究涉及的不多.为弥补现有研究成果的不足并为弧形防浪墙稳定性设计提供参考,文中以复式海堤弧形防浪墙为例,以1∶15为比尺设计了不规则波断面模型试验.布置压力探头对弧形迎浪面的波压力信号进行采集,通过积分法得出合力.通过对不规则波作用下弧形防浪墙所受波浪载荷峰值的概率分布和波浪载荷变化规律进行研究,得出:威布尔分布公式对弧形防浪墙不规则波作用下波浪载荷的概率分布进行拟合效果良好;水平波浪力、垂直波浪力和波浪力矩的最大值、2%累计频率值以及1/3大值平均值均随水深的增大而增大,随波周期的增大而增大,随波高的增大而增大.     

抛石堤长周期波浪透浪作用及对码头系泊条件的影响

长周期波浪作用于抛石堤时,部分波能透过石间孔隙,从而影响港内泊稳。结合印尼工程实例,采用波浪断面物理模型试验,对透射系数随周期、波高、波类型等因素的变化规律进行了研究。通过波浪整体系泊物理模型试验,对驳船码头和散货船码头的相应泊稳条件进行了研究。结合试验结果分析了透浪对码头系泊条件的影响。结果表明:抛石堤透射系数随波高的增大而减小,随周期的增大而增大;周期越长,船舶允许作业波高越小;长周期波浪的透浪作用对系泊影响程度大,设计时应纳入考虑。试验结果可为抛石堤后方码头设计提供参考。     

MIKE21软件在滨州港内泊稳研究中的应用

针对海港港区拦沙堤平面主尺度对港内波浪要素（波高、周期等）的影响，通过MIKE21数值模拟的方法,研究渐变式潜堤掩护下的港内泊稳情况，得出不同重现期波浪条件下各计算点的设计波要素。结果表明：浪向与航道走向比较接近时，波浪受航道折射影响较大，航道内比波高明显减小，而两侧比波高增大;浪向与航道的夹角在20°左右时，随着航道与边坡的水深差增大，向航道边坡折射的波能增强;波向与航道夹角42°左右时，航道对波能传播的影响不明显;设计高水位2a一遇波浪作用下，港内泊稳条件较差，且现有方案泊稳不满足规范要求。