连云港30万吨级航道工程疏浚土抛泥扩散的数值模拟研究*

利用二维潮流泥沙数学模型,对连云港航道抛泥扩散观测期间的流场和含沙量进行了模拟计算.在对实测成果验证良好的基础上,研究了各抛泥方案中疏浚土倾倒所产生的悬浮泥沙的扩散规律及其对周边水域含沙量的影响.研究结果表明,采用两艘舱容4 500 m3的耙吸式抛泥船,在拟设抛泥点的流向偏向航道一侧时进行抛泥作业,所产生的悬浮泥沙能较快地沿水流方向扩散,高含沙水体的存在时间及扩散距离均较短,对临近航道含沙量的影响很小.     

瓜达尔港疏浚弃土对港内淤积的影响

在1996和2001年现场实测水文、含沙量、底质、波浪等资料基础上,利用二维潮流、泥沙数值模拟技术对工程区附近水域的潮流、抛泥后泥沙的沉积、部分细颗粒泥沙随涨、落潮流的运动情况进行了研究,同时就该部分细颗粒泥沙对航道的影响作出了评述。     

大平岛围垦工程对航道、码头影响研究

基于工程海域条件分析,建立了平面二维潮流泥沙数学模型。在实测资料验证良好的基础上,对大平岛围垦工程前、后的潮流、悬沙场等进行了模拟,就工程对围区附近航道、码头的影响进行了分析研究。研究表明,本工程的实施对周边海域没有大范围的根本性影响,其影响主要集中在西侧水道的局部水域,会使处于围区西侧水道的燕山热电厂煤码头及其航道等产生淤积,建议定期疏浚或采取其它工程措施。     

黄骅港抛泥区泥沙运移规律研究

利用数值模拟、现场中子活化示踪、室内水槽试验及现场实测水文、泥沙资料分析等方法，对黄骅港抛泥区的泥沙运移规律进行了较全面的研究，为黄骅港一期工程航道疏浚扫泥区的确定提供了科学依据。     

LNG码头平面布置要点探讨

以粤东某LNG码头工程为例,结合国内部分已建成投入运营LNG码头的工程经验,对LNG码头布置中进港航道、制动水域、港池及码头平面布置中的要点及考虑因素分析总结。根据波浪、潮流、泥沙等自然条件及LNG接卸、加注码头工艺要求,进行平面布置方案比选,确定综合最优布置型式。本文可为LNG码头平面布置提供参考与借鉴。     

厦门双鱼岛游艇码头潮流泥沙数学模型试验研究

文章围绕厦门双鱼岛游艇码头工程方案有关潮流泥沙问题进行了研究。收集并分析了工程附近水域的自然条件,掌握了工程海域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征,在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对开发方案实施后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化开展了数值模拟研究工作。从潮流动力、地形冲淤等方面分析了方案对周边海域水动力的影响。     

中缅300000DWT原油码头工程设计要点简析

为提供稳定的能源供给,我国提出了建设中缅原油管道项目。为此,在缅甸皎漂湾内建设30万t级原油码头极为重要。结合当地自然条件和使用要求,30万t级原油码头工程从设计船型论证、航道选线、利用皎漂湾内外潮时差提高靠泊安全性、水工结构采用混凝土封底,破解泥岩遇水崩解难题;结合二维潮流和泥沙数学模型,对抛泥区位置进行选化,结合操船模拟试验手段进行拖轮配备等设计要点进行总结,可为类似工程设计提供借鉴。     

用放射性示踪沙观测长江口泥沙运动试验

１９９１年６月，在国际原子能机构和中国核工业民公司的支持下，在长江口北槽航道上口抛泥区进行了放射性示踪沙试验，其目的是通过定量观测底潲运移的方向，路线、速度和输沙率，以工矿企业期为北槽航道上口抛泥区今后能和为抛泥区提供可靠证据。通过观测表明，北槽航道上口抛泥区在中小汛期间涨、落潮时投放的示踪少没有随涨潮流上溯，而是受落潮流控制，向北槽航道中段输 ，对测量资料分析，在上品抛泥区投放的示踪沙最终沿着１     

北仑电厂码头改扩建工程潮流泥沙数值模拟

运用平面二维水流泥沙数学模型,分别建立了包含金塘水道大范围以及拟建工程区小范围水域的潮流泥沙场,其中大范围模型为小范围模型提供边界条件。计算结果表明:改扩建工程使周边局部海域流场减弱,但影响范围有限,流场变化主要集中于改扩建码头西侧及其后沿驳船码头港池开挖区水域,涨、落急流速变幅在13.3%以内,流向变化值小于8.3°。码头后沿的浅滩区是主要泥沙淤积区,改扩建码头前沿平均淤强约0.76m/a,淤积量2.5万m3/a,驳船泊位区平均淤强1.42m/a,淤积量5.9万m3/a。鉴于岸坡浅滩仍是主要的淤积区,建议保持定期疏浚,以免淤积前伸对驳船港池和码头前沿造成不利影响。     

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。     

温州状元岙化工码头工程潮流泥沙数模研究

采用水动力泥沙条件、底床冲淤演变分析及二维潮流泥沙数值模拟手段,对拟建的温州港状元岙港区化工码头工程方案进行了研究。研究结果表明:(1)工程海区潮汐属于正规半日潮类型,为强潮海区;(2)工程海区潮流性质属于不规则半日浅海潮流,潮流运动呈往复流形式;(3)工程海域深槽多年来在波浪潮流作用下一直处于稳定状态;(4)规划的化工码头走向与涨落潮流走向基本一致;(5)规划的化工码头实施后工程附近海区的涨落潮流速呈增加趋势,码头前沿会略有冲刷;(6)化工码头建设对锚地流场没有影响;(7)化工码头工程方案是合理可行的。     

上海港外高桥挖入式港池进口航道航行条件研究

外高桥挖入式港池规划前期论证的关键内容之一是其进口航道航行条件的评估。交通部上海船舶运输科学研究所接受委托,对规划船型的操纵运动方程进行了仔细研究。对规划船型的典型——“冰河”轮作了水动力测定;利用实船试验资料对操纵运动的数学模型进行科学率定;使用本所研制的船舶操纵模拟器对规划拟定的两个港池——外高桥嘴挖入式港池和五号沟挖入式港池的进口航道航行条件进行了比较深入的试验研究。最后,给出了两个港池安全进口的必要条件,为规划部门选定提供了科学依据。     

上海国际航运中心洋山深水港区平面布置方案

依托外海岛礁地形,在强潮流、高含沙量海域通过封堵汊道形成港区陆域,建设大型集装箱深水港区,工程建设的关键技术之一就是如何确定合理的港区平面布置方案。本文主要结合大、小洋山南、北两条岛链所形成的东口窄(宽约1 000 m)而水深深(平均约50 m)、西口宽(宽约7 600 m)而水深浅(平均约11 m)的喇叭型地形特征,以及海域复杂的水文泥沙条件等,通过论证,推荐实施单通道港区平面布置方案,以利于港区水深的维持、流态的平顺、船舶安全航行以及淤积强度的减少。现场监测表明,港区使用水域在流态、淤强等方面的结果与研究结论基本相符。     

茅尾海航道开发潮流物理模型试验研究

茅尾海浅滩位于河流出口与潮水相互作用的区域,航道开发面临特殊的水流、泥沙问题。借助潮流物理模型试验,模拟整个茅尾海海域潮流情况,对开发航道方案流态、潮流场变化进行模型试验对比分析,对航道泥沙淤积问题进行计算分析。试验及分析结果表明:3个方案中,瓦泾江出口航道挖深最大,航道水流增加最大,淤积强度也最大,不利于航道维护;大榄江航道方案B利用深槽,挖深较小,水流变化也不大,但航道最大横流最大,不利于船舶航行安全。鉴于在河流出口与潮水作用浅滩开挖航道将面临落潮归槽水流影响、局部流速及淤积量增加较大、航道拐弯处横流太大影响船舶安全等问题,航道开发应尽量利用横流较小的深槽,可适当进行开挖。     

新水沙条件下长江下游东北水道航道演变趋势分析

针对三峡水库蓄水后新水沙条件对东北水道航道条件的影响问题,进行了东北水道航道演变趋势研究。采用动床模型试验研究的方法,得到了三峡水库蓄水后典型年和系列年试验水沙条件下东北水道水位、流速、流态、地形冲淤及航道条件变化趋势。分析结果表明:在无工程情况下,三峡水库蓄水运用后,由于来沙量的减小,东北水道航道条件出现不利变化趋势;方案实施后,可以遏制水道的不利变化趋势,维持当前较好的滩槽格局和航道条件,对工程河段沿程水位、流速分布以及近岸流速等因素的影响较小,能够为航道尺度的进一步提升奠定基础。     

福建宁德漳湾作业区开发方案潮流泥沙数学模型研究

文章对福建宁德漳湾作业区开发方案有关潮流泥沙问题进行了研究。研究收集并分析了工程附近水域的自然条件,掌握了工程水域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征。在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对开发方案实施后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化进行了数值模拟研究。从潮流动力、地形冲淤以及纳潮量变化等方面分析了开发方案对周边海域水动力的影响。     

石浦港航道工程潮流泥沙数值模拟

分析工程海区自然条件,建立基于不规则三角形网格考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型。在对模型进行充分验证的基础上,研究各航道方案影响下的潮流泥沙运动规律,并分析大范围海域潮流特征、进港航道口门位置流态特征、航道内横流、对周围港区影响、对潮位影响和对石浦港5个口门分流比的影响等,预测各方案泥沙回淤与莫拉克台风过程下的骤淤情况。     

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。     

高坝枢纽新建通航建筑物轴线及通航条件研究

针对山区已建高坝枢纽新建通航建筑物轴线布置受河道窄、水头高、电站泄流及已有建筑物影响等条件限制的问题,依托贵州清水江白市水电站枢纽新建通航建筑物工程,采用1∶100正态整体水工模型与自航遥控船模相结合的技术手段,对多条轴线布置方案进行通航水流条件及船舶航行操控研究与优化。试验结果表明,右岸轴线布置方案通航水流条件及船舶航行状态均较好,为推荐方案。研究成果解决了工程关键问题,可供类似已建高坝水利枢纽新建或扩建通航建筑物工程参考借鉴。     

宽浅河道低水头水电枢纽口门区通航水流条件研究

根据重力相似准则,采用比尺为1∶100的整体模型,进行某宽浅河道低水头水电枢纽口门区的通航安全性研究。采用ADV三维流速测量系统进行流速测量;采用标准矩形量水堰控制模型流量;采用差动式尾门调节模型水位。由于河道地形及枢纽布置的原因,上游口门区流速过大,下游口门区形成大范围回流。通过扩大河道过流面积,移除下游河道中心连续小岛,增加闸孔等措施,减小下泄水流流速,改善河道整体水流状态;通过加长导航墙,改变导航墙透水面积,优化口门区域地形等措施极大地改善了船闸上下游引航道及口门区通航水流条件,确保过闸船舶的安全。