港口岸线环境补偿人工沙滩工程理论与实践

依托港口岸线建设环境补偿人工沙滩工程是践行国家生态文明建设战略,实现港、城一体化发展的有益举措。针对人工沙滩建设中的理论和关键技术问题,通过自主研发,取得以下主要创新性成果:1)发展了沙、泥并存下沙滩动力地貌学基础理论;2)形成先进的数值、物理模拟技术;3)提出适用于各种复杂泥沙环境下的人工沙滩设计原则;4)研发了人工沙滩防侵蚀、防泥化的整治与养护措施。研究成果已成功应用于不同复杂泥沙环境下的实际沙滩工程中,实现了良好的经济、社会和生态环境效益,具有广阔的推广应用前景。     

淤泥质海岸波致液化及航道骤淤问题初步研究

研究波浪与淤泥海床相互作用导致的海床液化、体积冲刷和高浓度近底悬沙的层移输运问题。采用de Wit提出的液化判别条件及计算方法,结合连云港近岸波浪和淤泥力学特征,计算不同来波条件下淤泥质海床的液化深度;进一步考虑浑水中含沙量对流速的折减影响,计算液化层运移速度分布。计算结果表明,大浪条件下,淤泥质海床可能有较大的液化深度,但层移厚度不大。由于层移含沙量较高,在近底水流驱动下仍能形成较大的输沙率和一定规模的大风天航道骤淤。有关研究成果为海床稳定性分析和输沙计算提供了新的思路和方法。     

庄河石城岛海域的泥沙运动对港口平面布置的影响

分析了庄河石城岛海域的泥沙运动规律,计算了波浪破碎水深、泥沙起动水深和底沙起动流速,论证庄河石城岛天然深槽的动力成因。确定了港区规划平面布局的基本原则,分析防沙堤布置、规划填海界限等关键参数;通过经验公式、泥沙数模和类似港址类比等方法综合论证港区回淤量级。     

利用“有效风能”预报航道淤积

提出了"有效风能"概念;导出了"有效风能"与浪、沙、航道淤积之间的相关关系;得出了利用"有效风能"计算航道淤积的计算公式,并与黄骅港海区现场资料进行了验证和校核,效果良好。     

关于天津港泥沙回淤程度的评价

关于港口泥沙回淤程度的评价指标与标准,国内、外目前尚无专著文献.依据天津港多年的有关资料,采用“挖泥吞吐比”、“淤强水深比”两个指标,提出了港口泥沙回淤程度的分类标准,并对天津港总体和分区的回淤程度进行了评定.     

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。     

挖入式港池泥沙淤积及减淤措施试验研究

通过试验,结合部分理论分析,研究了挖入式港池泥沙淤积特性,分析了产生淤积的原因,在此基础上提出3种减淤措施。试验结果表明:港池内泥沙淤积主要由回流及异重流引起,淤积物分布具有一定规律,回流产生的淤积集中在口门附近,粒径较粗,而由异重流引起的淤积在港池内沿程分布,粒径较细。提出的方案能够达到减淤的目的,可以用于实际工程。     

粉沙质海岸的泥沙运动和外航道淤积

文章分析了粉沙质海岸泥沙运动特性和粉沙质海岸外航道泥沙淤积特点,针对粉沙质海岸存在的悬移质、推移质和近底流移质3种泥沙运移形态,提出了计算粉沙质海岸外航道淤积的三层模式,并推导了临底流移质淤积计算的实用公式,进而建立了适用于粉沙质海岸外航道淤积的实用公式,并以黄骅港实测资料为依据,计算了黄骅港曾出现的大风淤积,并与实测结果进行对比,结果显示趋势一致、量级吻合,公式可推广应用。     

巢湖兆河口门航道整治工程探讨

针对兆河入湖口门附近存在拦门沙碍航问题,采用实测资料分析和三维水沙数模计算相结合的研究方法,研究风生浪流动力作用下湖区泥沙输运特征,探讨口门航道整治方案布置。研究结果表明,巢湖底沙粒径较小,大风天风浪在近岸浅水区发生变形破碎,使水体含沙量增大,在风生湖流作用下,近岸泥沙表现为"波浪掀沙、湖流输沙"的运动特征。结合以往航道治理实践经验,提出整治与疏浚相结合的思路,多方案比选计算结果表明,筑堤方案可明显减小航槽淤积量,其中双侧筑堤方案整治效果更优。综合比选推荐采用双侧筑堤高坝缓坡方案。研究成果可为类似湖区口门航道整治提供借鉴。     

江苏射阳港3.5万吨级进港航道回淤特征研究

基于实测水文和地形资料对射阳港3.5万吨级进港航道开挖以后的回淤特征及回淤机理进行研究。结果表明:射阳港所在海域受废黄河三角洲冲刷泥沙输移的影响,含沙量较高,为航道回淤提供了丰富的泥沙来源;进港航道年回淤量为995万m³,其中导堤掩护段占全航道回淤量的93%,该段平均回淤强度可达5.0 m/a,高于开敞海域段的0.6 m/a。导堤掩护段航道回淤主要是由于涨潮期带入的高含沙水流在憩流时刻形成悬沙落淤所致,航道两侧滩面上的流泥归槽以及洪季期间上游河流的开闸泄洪对航道回淤也有一定贡献。