三亚新机场出运保障基地波浪场数值模拟研究

基于1949~2015年间影响南中国海的883个台风浪过程后报结果、以及南中国海1979~2015(共37年)逐年海浪后报结果,经统计分析,并经与已有研究关于工程周边水域极值波浪条件分析结果的比较,确定了三亚湾外海的深水波浪条件。然后基于波作用量守恒方程数值模拟模型SWAN,采用两重嵌套的计算方案,在考虑波浪折射、绕射、局部风能输入、海底摩阻、非线性波波相互作用以及波浪破碎的影响下,对不同方向和不同重现期的波浪由外海向工程区近岸的传播变形进行了数值计算。在此基础上,采用Boussinesq方程数值模拟模型Mike21BW模型,考虑波浪折射、绕射和反射的综合作用,对不同规划方案港域波浪的传播变形进行了数值计算。给出了工程规划结构前沿的设计波浪要素和港域的泊稳波要素,供设计部门参考使用。     

椒江口台州湾建港条件研究

通过现场实测的波浪、潮位、潮流、含沙量、底质等资料分析,岸滩演变分析、设计水位计算、外海设计波要素计算及波浪、潮流、泥沙数学模型计算,对椒江口台州湾的头门岛附近建设大型深水港口的水动力泥沙条件进行了研究论证。主要研究成果表明:(1)工程海区水深条件好,潮汐动力强,实测水体含沙量不大,泥沙来源少,底质条件好,岸滩长期处于基本稳定状态;(2)外海波浪较大,但在众多岛屿的掩护以及向岸水深变浅的影响下,工程区域的波浪相对外海明显减小;(3)头门岛大型港口建设对椒江口影响甚小。综上,头门岛附近具有良好的建港条件。     

基于SWAN-MIKE21嵌套模型在大连湾某工程区的波浪后报模拟应用

近海工程中,需分析波浪在工程区的传播特点.采用SWAN-MIKE21嵌套模型对某工程海域进行波浪后报模拟分析,同时进行波浪实测.模拟结果与实测平均绝对误差在0.2 m以内.SWAN-MIKE21嵌套模型兼顾了大尺度模型计算速度,小尺度地形网格划分及后处理.后报模拟结果表明,波浪主要影响因素为外海波浪和区域风场.外海波浪...     

风对浅水区波浪要素推算结果的影响分析

<正>1 前言 我国的港口工程事业起步较晚,沿海很多地区缺乏长期波浪观测资料,因此建港工程中所需要的波浪资料往往采用风资料进行推算,即利用风要素推算外海波浪要素,之后再利用外海波浪要素向浅水区推算。 目前工程界在推算浅水区波浪要素时,通常只考虑浅水因子、折射因子和底摩擦因子,而忽略了风的作用。本文通过一个基本算例分析了风对浅水区波浪要素推算结果的影响,从而说明了风对浅水区波浪推算的重要作用。2 基本算例 设某海区外海水域水深为16m,风区长度50km,16m水深以浅的海底坡度为1:2000。整个海区风速为15m/s,风时无穷大,风向与等深线垂直。2.1 外海波浪要素推算 外海波浪要素的推算采用我国海洋工程者提出的会战法,该方法的基本思想是首先建立能量平衡方程,由能量平衡方程确定海浪谱,之后再由海浪谱确定波浪要素。     

大连长兴岛北港区波浪条件数值模拟研究

利用国际通用的MM5风场模式和SWAN浪场模式,通过推算影响工程海域的台风和寒潮大风天气过程,得到工程海域-30 m等深线处不同重现期设计波要素,然后采用MIKE 21 NSW和BW波浪数学模型,对工程规划方案设计波要素和港内波况进行了计算。结果表明:工程受N向和NNE向风浪影响相对较大,外海波浪传播至防波堤处无明显衰减;设计高水位重现期50 a时防波堤处最大H1%约7.3 m;防波堤对港内围堰掩护较好,建成后港内波浪条件明显改善。     

钦州湾波浪条件数值模拟研究

通过三娘湾海洋站风浪资料得出外海波要素,应用风区推算、抛物型缓坡方程、Boussinesq方程建立数学模型,对钦州湾港区波浪条件进行模拟计算,得出钦州湾波浪的波浪场状况。     

吉布提LNG厂址波浪极值推算

在吉布提LNG厂址的设计过程中,由于当地可用水文资料缺乏,现场观测活动起步晚、持续时间短(仅1 a),无法满足多年重现期设计波浪要素推算的需求,给后续工作带来了较大的困难。以CCMP风场数据作为驱动,基于波作用量平衡方程建立印度洋大范围波浪数学模型、嵌套的亚丁湾中等范围模型及工程区小范围模型,在现场实测资料的基础上,结合同期的Jason卫星轨道资料对模型进行验证对比,模型验证结果良好。在此基础上,计算了1988—2017年的逐时波浪要素过程,并据此构建出年极值波浪序列,利用P-III型分布函数推算工程区深水处的各重现期波浪极值,结合不同水文条件计算得出工程区的设计波浪要素。     

基于SWAN模型下的马拉博油罐区深水波浪条件分析

在深水波浪条件下,油罐区的稳定性和安全性都面临着极大的挑战,对所在海域的风与波浪耦合作用的波浪分析变得至关重要。本文基于第三代海浪数值模型SWAN,依据CCMP和CFSR数值风场资料,建立南大西洋海浪后报数据集。通过与尼日利亚拉格斯外海Bonga站和纳米比亚卡拉斯外海Kudu站的实测数据资料进行对比,验证了数据集的合理性。并对赤道几内亚马拉博外海深水波浪条件进行分析,为后续油罐区项目建设提供数据参考。     

海南龙栖湾岸滩整治工程波浪数学模型研究

针对海南龙栖湾岸滩整治工程,以-20 m等深线处的深水波要素作为计算边界,采用TK2D-PEM数学模型对工程海域进行大范围波浪计算,得到-5 m、-10 m等深线和工程设计方案处的设计波浪要素;用MIKE21-BW模块分别对4个设计方案建设后的波浪场进行计算分析。结果表明,影响该工程区域的主要浪向为SSW~SW~WSW,工程区极端高水位的设计波高基本由破碎波高控制,重现期50 a最大的H_(13%)为3.35 m,计算结果可为方案的设计比选提供依据。     

汕头港广澳港区防波堤工程波浪输沙及对濠江河口影响研究

依据外海1 a期波浪观测资料,采用沿岸输沙公式及波浪数学模型方法对海湾内波浪沿岸输沙及岸线变形情况进行研究。计算结果表明,防波堤工程实施后,改变了濠江河口附近原有波浪动力条件和净输沙方向,西侧岬湾两头将发生淤积,岬湾中部发生侵蚀,约5 a后,岸线将会与河口西侧的两个小岛相连,形成连岛沙堤。     

不同时间间隔的波浪观测数据对其统计结果的影响

采用不同的波浪观测方法所获得的波浪数据的时间间隔不一致,其数据的准确性须进行分析。基于大埕湾逐时周年波浪观测数据,截取不同时间间隔的波浪数据,采用统计和相关分析法,分析不同波浪数据序列的波况、大浪波高以及周期的相关关系。结果表明,不同时间间隔的波浪资料的波况差异较小,大浪波高差异在11. 4%以内,相关性较好;大浪周期差异在78. 1%以内,相关性较差。时间间隔较长的波高可由本文公式计算得出较精确的数据,在有限资料的情况下为工程应用提供更可靠的波高值。     

福建兴化湾波浪条件数值模拟研究

根据兴化湾外的风浪资料建立数学模型,应用抛物型缓坡方程、Boussinesq方程波浪数学模型计算得到兴化湾深水区域以及工程区域的设计波浪要素,对工程的实施具有指导意义。     

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。     

不规则波在斜坡地形破碎区波高分布的数值试验研究

在近岸浅水波浪分布的研究中,格鲁霍夫斯基给出适用于深水波至破碎波的整个浅水域(相对水深η>2)的波高经验分布公式,但该式在波浪发生破碎后的适用性研究欠缺。基于FLOW-3D软件对深水不规则波传播到斜坡地形上波浪发生破碎进行模拟,验证波高沿程分布与试验值的一致性,并模拟在130斜坡地形条件下波浪从有限水深传播到近岸破碎区的沿程波高分布变化。结果表明,在该坡度相对水深η<2.75情况下,格鲁霍夫斯基经验分布公式出现较大误差,不再适用;破碎区各累积率波高与平均波高的比值随相对水深变小呈递减趋势,经验公式值与之相比,总体上呈现出大波偏大、小波偏小的情况。     

海洋平台设计中的风浪参数选取标准

以我国渤海某区1970年至1993年风暴过程的后报资料为基础,提出了泊松二维冈贝尔逻辑分布,并将其用于风暴过程中伴生的风速与波高的联合概率计算,给出了美国石油协会(API)行业标准有关环境条件三种设计标准的具体做法.基于新的统计模式,同时提出了联合概率法设计标准.比较了多种标准所得设计参数的差异,给出了适合工程所在海区的环境荷载参数.计算结果表明,新的统计模式适用于遭受风暴影响的海洋工程结构设计,特别是边际油田的开发建设.     

江苏海域波浪分布特征研究

以1991—2011年风场数据为驱动,运用第3代波浪模型SWAN对江苏海域的波浪分布特征进行了模拟研究。首先运用基于浅水方程的Delft3D-flow模块对江苏海域的潮波进行模拟,给波浪模型提供一个准确的边界条件;其次运用SWAN模型对江苏海域的波浪进行模拟并与观测值进行比较;最后对江苏海域的波浪分布特征进行研究。结果表明:江苏海域年平均波高由南往北依次递减,年平均最大值为1.5 m左右,强浪向为NE向,四季中冬季的平均波浪最大,春秋次之,夏季最小。     

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。     

新型空心块体促淤堤断面波浪特性试验研究

依据长江口南汇边滩促淤工程的波浪条件及物理模型试验方法对新型空心块体促淤堤的断面波浪特性开展研究,结果表明:1)单质量3 t的空心四面块体促淤堤堤身孔隙率约为66%;2)波能消减率随着堤身高度的增加线性增加,波高消减率随堤身高度增加的变大速率较波长消减率平均快4倍以上;3)与传统抛石加护面块体促淤堤相比,空心四面块体促淤堤具有"堤身对地基压载显著减小"、"施工简便"、"强风浪作用下生存力强且修复简便"以及"有利于重复利用"等优点;4)提出了一种特定条件下的空心四面块体促淤堤的临界稳定断面形态,在该临界断面条件下,每100 m促淤堤块体数量约为3 210,水位较低时其消浪效果较传统抛石加护面块体促淤堤略差,但水位较高时其消浪效果接近甚至显著超过传统促淤堤。