开挖过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟

通过建立平面二维潮流和悬浮泥沙输移扩散的数学模型,模拟某挖泥工程中悬浮泥沙的扩散输移过程,并应用非结构网格的有限单元法进行离散求解.该模型结合工程实际,采用连续线源模拟挖泥过程中的增量悬沙,以揭示其在开挖过程中扩散输移的机理,为工程环境影响评价提供科学依据.     

河口垂向二维悬沙输移数学模型

针对窄深的潮汐河口建立了沿宽度方向积分平均的垂向二维悬沙输移数学模型,潮流场的模拟采用三维MOHID模型,悬沙对流扩散方程采用Galerkin有限元法进行求解。利用该模型模拟了长江口北槽段潮流输沙过程,计算结果与实测资料较好吻合,表明了该模型能够模拟窄深的潮汐型河口地区悬沙输移过程。     

沈家门渔港输沙机制及对浚深响应

采用二维潮流泥沙数学模型和悬沙通量机制分解法,探究多通道狭长型海湾沈家门渔港悬沙输移规律及输沙机制,并分析其对海湾疏浚工程的响应.结果表明,受岛屿阻滞和地形限制,海湾泥沙输移主要由潮流驱动,潮流泥沙的输移规律表现出极强的复杂性.净输沙趋势主要由欧拉余流和斯托克斯余流共同作用的平流输沙主导,含沙量滞后引起的潮泵效应对净输...     

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。     

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。     

波浪潮流作用下的悬沙输移

本文提出了波浪潮流作用下悬沙输移的二维数值模拟,并讨论了模型中的几个重要参数,模拟结果与天津港区现场情况很吻合。     

西沙门悬沙输移机制分析和讨论

以西沙门水沙实测资料为依据,运用悬沙通量机制分解法将悬沙净输移通量表示为多个动力影响项,讨论区域内悬沙输移的时空特征,分析认为平流输沙在研究区域内为主要输沙项,"潮泵效应"输沙项为次要项。从涨落潮、流速和含沙量的变化过程讨论其动力机制,结果表明:西沙门悬沙浓度在潮流作用下具有明显的潮周期变化,悬沙沿岸输移;平流输沙中欧拉输沙项主要取决于潮动力大小,斯托克斯输沙项受潮波非线性效应影响;"潮泵效应"输沙与泥沙悬浮"滞后效应"、涨落潮流流速的非对称性和当地悬沙浓度相关。     

福建围头湾悬沙输移机制分析

根据福建围头湾大潮期间潮汐、潮流、悬沙实测资料,分析水流输运,同时利用机制分解法,将悬沙净输移通量分解为平流项、潮泵效应项和垂向净环流输移项,对悬沙输移的动力机制进行分析讨论。结果表明:金门岛东侧余流,部分流向湾口,部分流向安海湾。金门岛与大嶝岛之间的余流,沿涨潮流向湾内,悬沙净输移方向和余流方向保持一致;平流输沙对悬沙净输移起主导作用;水域潮泵输沙贡献较大;垂向净环流输沙影响较小。     

漳州LNG码头工程悬浮物影响预测研究

利用二维水动力模型,对漳州LNG码头建设海域潮流进行数值模拟,在潮流模拟验证正确的基础上,建立悬浮物输移、扩散模型,预测工程抛石和港池疏浚施工过程中产生的悬浮物浓度,给出悬浮物超标面积,分析该工程对海洋水质环境的影响。     

港池疏浚过程悬浮物影响预测研究及应用

港池疏浚产生的高浓度悬浮泥沙,对海域环境的影响不能忽视。在建立近海悬浮物二维输移扩散数值模型的基础上,采用有限元分步杂交方法求解,对两种不同施工方案下悬浮物的输移扩散进行预测模拟。根据预测结果,对比分析两种施工方法可能对附近海域水质环境造成影响的程度,为施工方案的选择提供科学依据。     

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。     

枕箱、龙穴南水道航道疏浚工程对蕉门出海水域影响的计算分析*

蕉门出海水道分为枕箱水道和龙穴南水道,其航道整治工程以疏浚为主。采用河床演变分析和二维嵌套潮流悬沙数学模型,研究了枕箱、龙穴南水道航道疏浚工程对蕉门出海水域的影响。研究表明:1)蕉门出海水道一主(枕箱水道)一支(龙穴南水道)的格局基本稳定,河床演变相对稳定,枕箱水道分流比呈减小趋势;2)疏浚工程实施后,对龙穴南水道和枕箱水道分流比、流场、含沙量场和冲淤变化影响较小,引起的变化仅在航道疏浚段及其边滩附近;3)由于疏浚工程量较小,对蕉门出海水域的水沙动力条件没有明显的影响。     

盐城滨海港区维护疏浚工程施工技术优化

盐城滨海港区回淤严重,需常年进行水深维护疏浚确保船舶安全通航,其疏浚泥沙含水量高且施工期间干扰因素多,造成施工效率低和维护成本高。针对港区水深维护问题,通过对港区的回淤规律和通航水深进行综合分析,并结合适航水深和适航增深等水深动态维护技术,优化港区维护疏浚的时间节点及绞吸船的关键疏浚技术参数,在保证船舶通航安全的同时,有效降低港区航道的维护疏浚次数,提高挖泥效率,降低施工成本。     

洋山港区域挟沙力公式研究*

利用基于能量平衡观点推导的挟沙力公式,考虑到洋山港海域涨落潮期间悬沙浓度存在一定差异,分别建立了 该区域涨潮时期及落潮时期挟沙力公式。利用计算底部通量切引力公式与挟沙力公式相等方法,估算了实测期间水体挟沙 力值,并以洋山港2003年10月实测的水沙资料进行率定。最后,采用洋山港2005年7月实测含沙量资料对公式计算结果进行 验证。验证结果表明,所建立的挟沙力公式具有较高精度,其计算的含沙量变化与洋山港实际情况较为符合。     

一种新型环保疏浚与吹填机具研究

现有环保疏浚与吹填工程中,在挖掘污染底泥时对周边水体的污染物含量有严格控制,新型环保疏浚与吹填机具采用全封闭螺旋绞刀配合高压水泵来进行底泥挖掘输送。该机具装置结构简单,施工便利,输送浓度高,成本低,无污染,是对现有环保疏浚领域中防污染扩散技术的一次创新,适用于沿海、沿江、内河、湖泊环保疏浚与吹填工程,具有广阔的应用前景。     

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。     

三峡水库变动回水区三角碛河段消落期维护疏浚方案

三峡水库175 m试验性蓄水以来,变动回水区典型河段出现了卵砾石淤积碍航的问题,其中又以三角碛河段表现尤为明显。三角碛河段位于重庆港区九龙坡港前沿,属于典型宽谷分汊浅滩,主航道弯、窄、浅、险。由于三峡水库蓄水引起泥沙冲淤规律变化,航道演变也出现新的特点,主航道泥沙淤积量不大,但对航道条件影响较大,消落期多次出现船舶搁浅事故。为改善三角碛河段消落期航道条件,对其实施维护性疏浚是很有必要的。通过实测资料分析,对三角碛河段泥沙冲淤变化特点进行研究,探讨疏浚设计方案,并分析疏浚效果。     

施工产生的悬浮泥沙对附近海域水质影响的定量预测分析

为了全面地了解珠海港LNG航道附近海域的潮流分布特征,在查阅有关该海域及其附近海域水文特征的基础上,结合模拟区附近的测流站、验潮站资料以及有关前期工作资料,采用数值模拟方法对工程海区及其附近海域的潮流场状况进行了数值模拟计算,再现了模拟区的潮流运动过程和特征。在海域潮流场进行模拟计算的基础上,对挖泥施工过程产生的悬浮物的扩散浓度场进行预测,以此来分析建设施工期间对附近海域水质的影响。     

正常靠泊下趸船位移及锚链张力的简单估算

浮码头趸船靠泊位移和锚链张力的确定十分困难,目前尚无行之有效的方法。结合悬链线经典理论,运用物理及力学方法,通过分析浮码头正常靠泊情况下能量的传递途径推算趸船的运动幅度和锚链张力,以供类似工程参考。