涌浪控制下的砂质海岸建港条件关键技术研究

本文主要基于长周期涌浪控制下砂质海岸的特征与建港特点,结合近年来承担的工程研究项目作为典型代表,根据当地海域季节性长周期涌浪长期作用的特点,分别对海岸波浪动力条件、岸滩演变规律及建港淤积问题进行了分析研究。得到了波浪防护决定港区口门朝向、破波带宽度决定防波堤规模以及泥沙冲淤强度决定港区口门位置等重要结论。     

秦皇岛海域水文泥沙特征分析

基于现场实测水文泥沙资料和水深测图资料,对秦皇岛海域的水文泥沙特征进行了分析。分析结果表明:研究海区靠近半日潮无潮点,潮差小,潮流动力较弱,水体含沙量低,泥沙来源有限,泥沙运动不活跃,岸滩整体保持稳定。秦皇岛海域水文泥沙环境较好,为海岸带开发利用提供了良好的条件。研究成果可作为本海域海岸开发利用的基础资料和依据。     

斯里兰卡科伦坡港海域岸滩演变特征及泥沙环境分析

根据科伦坡港海域两次季风影响期的水文泥沙实测资料,结合其他相关数据资料及研究成果,采用现场踏勘、资料分析和遥感影响分析对比等技术手段对该工程进行了研究。分析结果表明,拟建工程区海域砂源有限,水体整体比较清澈,悬沙浓度相对较小,而海床沉积物质主要以中砂和中细砂为主,在常年波浪作用下,近岸坡度较缓但破波带附近迅速变陡,为典型的砂质海岸。海岸线整体平直、且无沙嘴及明显泥沙输移痕迹和局部堆积体,近岸泥沙相对不活跃,多以近岸输移运动为主。通过岸滩演变分析,历史上该海岸呈现逐渐侵蚀冲刷的趋势,海床侵蚀强度平均在0.04 m/a左右。另外,基于风浪和涌浪的分频分级统计资料,还对拟建工程海岸的岸滩稳定类型、沿岸输沙和横向输沙能力进行了估算。     

粤东大亚湾水沙环境及岸滩演变分析

根据现场实测水文泥沙及地形资料,对大亚湾海域的自然条件、水沙环境特征及岸滩演变特征进行分析,研究结果表明：大亚湾潮差较小,波浪和潮流动力弱,水体含沙量较低,泥沙来源有限,主要来自近岸附近滩面就地搬运的少量泥沙。湾内底质多为黏土质粉砂,呈现淤积质海岸的沉积特点。因此大亚湾海域水清沙少,自然状态下海床长期保持稳定。近期受港口航道建设、围填海等人类活动的影响,部分海床地形出现较大幅度的冲淤变化。湾内港池、航道疏浚开挖后航槽稳定,回淤强度较小。正确认识该海域的水动力条件、泥沙运移及海床冲淤变化,不仅是开展海岸工程开发建设的关键技术问题,也有利于近岸海洋环境保护及资源开发利用。     

辽宁红沿河核电厂附近海域海岸演变及沉积特征

在现场踏勘及海洋水文全潮测验的基础上,分析了辽宁红沿河核电站附近海区的海岸演变和淤积特征,重点对海岸的稳定性,岸滩与床面的淤积特征、泥沙来源等进行了探讨,认为该海区岸段与岬角上间岸滩稳定,电厂取排水口处无泥沙淤积之患,在核电取排水口设计时,可不考虑岸线侵蚀以及其它形式来沙对核电水上工程滩面发育的影响。     

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。     

岱山西北海域海床冲淤演变分析*

根据不同年份的水深地形资料及遥感影像,采用GIS技术对近30 a来岱山西北岸线变化及海床冲淤进行数字化分析。同时,结合该海域的水文泥沙特征及人类活动因素,研究海底冲淤变化的主要影响因素。综合分析表明：2011年以前岱山西北海岸岸线稳定,岸滩经历了由滩淤槽冲转为滩冲槽冲的动态演变过程,除岱山西部与大鱼山之间的槽沟局部地形变化较大外,其它海区冲淤速率不到10 cm/a,整个海域的侵蚀速率有加速趋势。2011年之后,岱山北部开始实施大规模围涂工程,岱山西北近岸5 m等深线以浅的岸滩发生1.75 m/a的淤积,而计算范围内的其它海区仍以微侵蚀为主。岱山西北海域泥沙主要以过境输移为主,长江来沙量的减少和近年围垦活动的增加是该海域海床冲淤演变的两个主要影响因素。     

半封闭海湾内电厂建设水沙条件研究

文章通过现场实测的波浪、潮位、潮流、含沙量、底质等资料分析,岸滩演变分析以及沿岸输沙数值模拟和波浪、潮流、泥沙数学模型计算,对福建省莆田市兴化湾西侧海域建设某电厂的水动力泥沙条件进行了研究论证。主要研究成果表明:(1)工程位于兴化湾口石城南侧岬湾内,东南面临开敞海域,潮差大、湾内潮流较弱、水体含沙量低、泥沙来源有限。(2)工程海域海床长期处于稳定状态,且沿岸输沙微弱。(3)电厂取水口位于岬角南侧-7.5m等深线附近水域,取水明渠内泥沙淤积强度较小。综上,工程海域具有良好的建厂条件。     

温州海域研究与开发进展

在大量文献基础上,对温州海域水动力泥沙研究进展情况和主要的开发情况及相应的研究情况进行了综述,包括岸滩稳定、沉积过程、潮汐、潮流、泥沙、台风风暴潮、卫星遥感等的研究及温州浅滩围垦工程、瓯江南口工程、航道整治工程、30万t级航道工程、大、小门岛围垦工程、乐清湾港区工程等开发工程。     

大型海岸工程对水流和泥沙运动的影响研究

在淤泥质海岸建设大型海岸工程,会对周边海域的水沙环境产生一定影响。文章以连云港为例,应用波浪潮流泥沙数学模型,模拟计算了连云港海域大型海岸工程实施后对于水流泥沙运动的影响。研究结果表明:连云港区、徐圩港区以及灌河口双导堤工程实施后,工程区以外的大范围海域潮流场和含沙量场基本没有改变,变化主要集中在工程区和工程区附近近岸海域,总体呈现出动力减弱、含沙量减少的趋势。     

连云港徐圩海域海岸性质研究

研究了连云港徐圩海域底质的粒径特征和泥沙水力特性,并与连云港主港区、天津港和黄骅港等港口进行对比,研究了不同海岸类型在底质的粒径特征和泥沙水力特性的差异,指出泥沙颗粒黏性影响泥沙水力特性、泥沙水力特性决定海岸性质,给出了海岸性质分类的改进意见,在此基础上确定了徐圩海域海岸性质.     

黄河三角洲滩海油田岸滩防护方案探索

针对飞雁滩油田的岸滩侵蚀情况提出几种岸滩防护设想并确定防护方案.该方案充分利用自然力,通过人为干扰促使防护区外泥沙起动,借助海上潮流使高含沙海水流经防护区,实现岸滩蚀退的快速防护.     

滨海沙滩冲淤稳定性的数值模拟研究

近几年海洋风暴活动频繁,伴随着人类不合理的海岸工程造成的影响,部分海岸沙滩侵蚀严重,研究海岸沙滩侵蚀机制成为当前海岸工程科学的前沿性问题。本文以日照万平口沙滩为研究对象,根据实测水深地形数据及相关水文气象资料,搭建研究海域处纯潮流作用、波生流作用、单向波流耦合作用、双向波流耦合作用下的泥沙冲淤数值模型,研究不同水动力环境对近岸沙滩稳定性的影响,得出近岸海域受潮流和波浪的共同作用产生泥沙输移。     

宁波舟山港鼠浪湖岛建港水文条件研究

鼠浪湖岛海域处于杭州湾外海,岸线地形和水流波浪动力环境复杂。为研究鼠浪湖岛及周边岛屿的建港条件,基于现场实测资料及海图、卫片资料,首先对海域的水沙动力环境及岸滩稳定性进行分析。在此基础上,通过波浪数学模型、潮流泥沙数学模型研究工程海域的波浪场分布、流场特征和规划方案的波浪要素、水流条件和泥沙淤积情况。结合海域的动力泥沙环境特征,从水动力泥沙条件角度对方案的总体布置思路、不同岸段的建港条件等进行分析总结,为规划方案的确定和深化研究提供依据和技术支撑,也为类似复杂岸线地形和动力环境下码头方案的布置确定提供参考。     

海岸工程对水流与泥沙运动的影响

海岸工程建设过程中,由于种种因素的影响会给周边海域的水沙环境等造成不同程度的影响。基于此本文以某港为例,采取波浪潮流泥沙数学模型,对该海港城海岸工程实施以来对周围水域水流泥沙运动的影响程度分析,找出影响周边海域水沙环境的因素,为相关工程在施工中提供一定的借鉴。     

京唐港自然条件及入海航道泥沙回淤

京唐港为我国在砂质-粉砂质海岸建设的第一个深水港,自1992年竣工以来,已多次发生航道骤淤现象。为掌握泥沙骤淤机制,总结砂质-粉砂质海岸建港经验,通过分析京唐港发生泥沙骤淤的海岸动力条件和泥沙回淤特点,指出大风浪条件下存在宽阔的破波带和"广义沿岸输沙带",而秋冬季强风浪大量扬动并输移近海区粉砂质底质是航道骤淤的主要原因;掌握大风浪条件下粉砂质岸滩泥沙运动规律,特别是底层高浓度的特点,是估算粉砂质岸滩挖槽内骤淤量的关键。研究成果可为在砂质-粉砂质海岸建港选址和挡沙堤建设提供借鉴。     

风对悬浮泥沙扩散特性影响数模研究

为探讨风对海岸工程产生悬浮泥沙的扩散特性影响,通过苍南海域海上倾倒试验实测资料验证了河口海岸地区平面二维潮流泥沙数学模型的计算参数。然后在模型中考虑风的作用,比较不同风向和风速作用下的悬浮泥沙扩散特性。研究结果表明:风会对悬浮泥沙的运动轨迹、扩散速度和扩散范围产生较大影响,且风向和风速是十分重要的影响因素。     

海南龙栖湾海域水文泥沙环境与泥沙运动特征

根据龙栖湾海域近期实测水文资料,对其水文泥沙环境与泥沙运动特征进行了分析,并计算了泥沙起动流速、临界起动水深、沿岸输沙和横向输沙等参数。研究表明:潮汐性质为不规则全日潮,多年平均潮差为1.53 m;潮流性质为不规则全日混合潮,主要呈往复流运动,2016年8月实测大潮平均流速为0.28～0.89 m/s,涨落潮流速相差不大;波浪主要为风浪,以偏SW浪为主;海域平均含沙量在0.03 kg/m~3以下;表层沉积物平均中值粒径为0.384 mm,属中砂范畴;水流作用下的泥沙起动流速在0.45 m/s左右,一般天气下泥沙完全起动水深在1.5 m以浅,表层泥沙起动水深在3 m以浅。该海岸岸滩净的输沙方向为西北向,净输沙能力为1.3万m~3。不同风浪条件,横沙输沙特征略有差别,在一般天气下,主要以向岸堆积;大浪作用时淘刷,泥沙离岸流失。     

灌河口双导堤整治工程对岸滩演变的影响分析

通过分析灌河口附近海域的泥沙运动特点,采用经验公式从定性和定量两个方面对灌河口拦门沙整治工程后的岸滩演变进行了预报.研究结果表明,灌河口双导堤两侧海域的泥沙运动特点有所不同:东侧泥沙主要是沙质,呈推移质形态运动.导堤阻断了自东向西的沿岸输沙,泥沙将从堤根处开始堆积,岸线将发生变形;西侧泥沙主要是淤泥,呈悬移质形态运动,淤积在较大范围内发生,影响范围可达埒子口,其中西水道和西堤头处淤积较大.     

桥墩对周围海域水动力环境影响研究

建设在海岸河口水域的大桥桥墩,会增加桥位水域的阻力并减小过水断面,从而对周围海区的水动力环境产生一定影响,而海岸河口水动力较为复杂,单纯采用某一种研究手段往往难以全面地分析这种影响。文章以浙江省温州市大门大桥为例,通过对大桥所在的大、小门岛和沙头水道海域的水动力条件、泥沙条件及地形冲淤变化进行分析,掌握了该海域的水文泥沙环境与冲淤演变规律,对大桥建设后地形演变趋势进行了预测;然后又建立了二维潮流场数学模型,模拟研究大桥建设对周围海区的潮位、水流、潮量等水动力环境的影响。结果表明:工程建成后,工程对周围海域水动力环境影响仅在桥位附近,不会引起其他水道和海域的改变。