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。     

大连太平湾海区水动力泥沙环境特征分析

针对大连太平湾海区建港的需要,基于现场实测水文泥沙资料及有关文献,对太平湾海区的水动力泥沙环境特征进行了分析研究。研究结果表明:太平湾海区波浪潮流动力不强,泥沙来源少,正常天气条件下水体含沙量小,底质泥沙粒径较粗,底质泥沙运动不活跃,海床长期保持稳定,具备深水港口开发建设的条件。     

海南岛西南海域泥沙特征及地形演变

基于水文泥沙测验及遥感影像资料分析海南岛西南海域泥沙特征,采用不同沿岸输沙公式对比计算海域的波浪沿岸输沙量,采用多年实测地形数据研究岸滩的演变规律。结果表明:海域内含沙量大潮大于小潮,但总体上悬沙含量较低;研究海域内径流对输沙影响较为有限,但受沿岸波流输沙的影响相对较大;而海区的悬移质颗粒比较均匀,颗粒较细;沿岸段波浪沿岸输沙能力净输沙方向均为自南向北,年净输沙能力在6.72万~13.31万m~3;岸滩演变的主要动力是波浪、波生沿岸流和潮流共同作用导致东方市所辖岸线的变化总体以自然冲淤变化为主,但冲淤强度有限,变化幅度不大。     

A Sediment Mathematical Model for Forecasting the Processes of Sea Bed in Long Term Under Combined Action of Tidal Currents and Waves

本文根据波浪浅水变形理论及波浪辐射应力作用的二维浅水环流方程、泥沙运动连续方程和水流挟沙能力公式建立了潮流、波浪联合作用的泥沙数学模型;提出了应用典型潮,特征波进行岸线、海床演变的中、长期预报的数学模拟方法及潮流计算的有限元加权集中质量法;为解决港口工程中岸线、海床演变泥沙数学模型的中、长期预报问题进行了有益的探索。并对毛里塔尼亚友谊港附近海区、岸线进行了验证计算。     

波流联合作用下海床演变的长期预报泥沙数学模型

本文根据波浪浅水变形理论及波浪辐射应力作用的二维浅水环流方程、泥沙运动连续方程和水流挟沙能力公式建立了潮流、波浪联合作用的泥沙数学模型;提出了应用典型潮,特征波进行岸线、海床演变中、长期预报的数学模拟方法及潮流计算的有限元加权集中质量法;为解决港口工程中岸线、海床演变泥沙数学模型的中、长期预报问题进行了有效的探索。并对毛里塔尼亚友谊港附近海区、岸线进行了验证计算。     

砂质海滩不透空丁坝特性研究

丁坝是整治海岸侵蚀的主要结构物之一。如何在特定的水动力条件和泥沙条件下建设具有岸线防护功能的丁坝,对整治海岸侵蚀具有重大意义。用数值方法研究丁坝建设后近岸的波浪、水流及泥沙运动,从近坝泥沙输沙率及近坝水流的变化分析探讨丁坝长度与角度的选取,得出不同沙滩坡度、波高、波向下沿坝裂流情况和近坝泥沙运动情况,并给出丁坝长度与角度的选取建议。     

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。     

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。     

辽东湾东岸太平湾深水港建港条件研究

太平湾位于辽东湾东岸。根据现场实测波、流、沙资料、水深测图资料及卫星遥感图片,通过水动力泥沙特征及岸滩演变与稳定性分析,设计水位和深水设计波要素计算,波浪、潮流泥沙数学模型计算,对太平湾建港条件进行了研究论证。主要研究结果表明:(1)太平湾海域水深条件较好,波浪、潮流动力不强、泥沙来源少、水体含沙量低、泥沙运动不活跃,海床地貌形态长期保持稳定,具有开发建设深水大港的良好条件;(2)港口开发方案对周围海区流场影响较小,口门横流不大,环流强度和范围有限,港池航道常年泥沙淤积强度和淤积量不大,无碍航骤淤问题;(3)工程海域较强浪向为N向和NNW向,对港内波况有影响的浪向主要为W向、WSW向和SW向。     

通州湾围垦工程数值模拟及其影响

根据通州湾海域的水文条件,采用二维潮流泥沙数学模型,结合实测资料对通州湾已围垦区域潮流及含沙量进行模拟及验证,在验证良好的基础上,对不同方案下港池围垦区域附近海域的潮流泥沙运动进行计算和预测分析。结果表明:模型能较好的模拟研究区域的潮流及含沙量变化;围垦区域南侧流速增大,冲刷强度大,有利于深水码头的建立;2种方案下,工程区附近水流流速、流向不同,方案2的泥沙冲淤范围和强度小于方案1。     

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。     

甬江及口外海域潮流泥沙数值模拟

建立了甬江河道及口外海域平面二维潮流泥沙数学模型,对2015年6月半个月的潮流场和悬沙场进行模拟,模拟结果与实测资料吻合良好。计算得到了研究区域洪季的余流场和输沙格局,结果表明:甬江口外余流整体由西北指向东南,河道余流指向下游;除口门局部水域,甬江口外输沙格局基本与余流场一致,悬沙经涨潮流的作用被带入甬江河道,致使河道内近口门处的输沙格局由口门向内;甬江口局部区域输沙格局与余流场存在差异的原因是悬沙输移与潮流运动存在时间上的滞后。     

A three-dimensional, wave-current coupled, sediment transport model for POM

In the high-energy environment of coastal seas and estuaries,strong sediment resuspension/ deposition events are driven by surface waves,tides,winds and buoyancy driven currents.In recent years,A POM based three-dimensional,wave-current coupled,sediment transport model has been developed by the University of New South Wales.This paper presents several examples of the model applications to study sediment dynamics in the environments where forcings such as waves,tides,and winds are equally important to affect sediment fluxes and distributions.Firstly,the sediment transport model coupled to the Yellow Sea general circulation model and a third generation wave model SWAN was implemented in the Yellow Sea to study the dynamics of the sediment transport and resuspension in the northern Jiangsu shoal-wate(rNJSW).The sediment distributions and fluxes and their inter-annual variability were studied by realistic numerical simulations.The study found that the surface waves played a dominant role over the tides to form the turbidity maxima along the muddy coast of NJSW. Secondly,the sediment transport model was used to explore the effect of suspended sediment-induced stratification in the bottom boundary laye(rBBL).The model uses a re-parameterized bottom drag coefficient Cd that incorporates a linear stability function of flux Richardson number Rf.The study has shown that the sediment induced stratification in the BBL reduces the vertical eddy viscosity and bottom shear stress in comparison with the model prediction in a neutrally stratified BBL.In response to these apparent reductions,the tidal current shear is increased and sediments are abnormally concentrated within a thin wall layer that is overlain by a thicker layer with much smaller concentration.The formation of this fluid-mud layer near the seabed has led to a significant reduction in the total sediment transport.This study contributes to the understanding of formations of tidal flats along the coasts of turbid seas and estuaries.     

全沙输沙公式的比较研究

选择了30个有代表性的全沙输沙强度计算公式,利用超过5000组水槽和天然河道实测资料,全面客观地比较了这些公式在天然均匀沙时的床沙质输沙浓度的计算精度。结果表明:Karim Kennedy,Engelund Hansen,Ackers White,Brownlie,Peterson Peterson,Basson,Yang,王士强等公式,是几个值得推荐使用的公式,可供有关泥沙研究人员参考。     

论泥沙运动理论的流派及相互关系

泥沙运动理论种类繁多 ,众说纷纭 ,这给泥沙工作者带来了诸多不便。按各学者研究泥沙运动所引起的水流强度指标 ,对泥沙运动理论的流派地行了划分 ,分为力学派、运动学派和能量学派。在理论上 ,各学派均可表示成统一的形式 ,根本区别在于各学派对于阻力系数对泥沙运动影响上认识不一致。在运用上 ,除个别问题外 ,对各学派的优劣存在较大分歧 ,特别在预测输沙强度方面 ,虽说能量学派占有一定的优势 ,但仍有待进一步检验     

铜鼓浅滩泥沙起动和运移形态

对铜鼓浅滩泥沙的起动、运移形态进行了试验研究。结果表明 :铜鼓浅滩泥沙具有典型的淤泥质泥沙的运移特征。当水流单独作用时 ,该地泥沙很难起动 ,而在波浪或波、流共同作用下 ,该地泥沙一旦起动 ,即“悬扬”后将以悬移质形态运移。根据其流变特性和矿物成分 ,对该地泥沙难以起动的原因做了分析     

巴基斯坦瓜达尔港波浪输沙研究

通过资料分析、现场勘察和数学模型 ,对瓜达尔港的波浪及波浪输沙问题进行了研究。结合连岛沙坝地形对波浪沿岸输沙进行计算分析 ;运用数学模型对不同工程方案的波浪场进行计算 ,并结合底质取样结果估算波浪引起的底质输沙量。研究成果已应用于该港的设计建设。     

九段沙北侧输沙对长江口深水航道的影响

为了研究南汇边滩促淤圈围工程对长江口九段沙滩面输沙和南导堤越堤水沙运动带来的影响,在长江口整体潮 流河工模型上,采用定床输沙物理模型试验方法,研究了九段沙沿程滩面泥沙起动后的跨槽越堤输移,根据底沙在北槽的 分布分析了促淤圈围工程对北槽航道的影响。研究表明：无论有无圈围工程,九段沙的底沙均能够越堤进入长江口深水航 道,但促淤工程使九段沙头部进入北槽航道的泥沙略有减少,九段沙中部进入北槽航道的泥沙略有增加。     

洋山港悬沙输移对冲淤环境的影响分析*

洋山港区通过堵汊吹填兴建了北港区,边界条件的改变对海区流场结构以及泥沙运动产生影响,进而影响到地形的冲淤,通过应用"ADCP测沙"技术,对洋山港区悬浮泥沙的运动有了总体认识。分析成果表明:洋山港区含沙量分布涨落潮略有差异;主通道涨潮挟沙能力大于落潮,南北汊道的落潮挟沙能力大于涨潮;洋山港区输沙量大进大出,大潮微冲,中潮冲淤基本平衡,小潮淤积,相对而言,涨潮动力对洋山港区的地形演变作用较大,即涨潮从东部带来的泥沙,部分淤积于港区的西南部,其中又以小潮对淤积的贡献为大;南北岛链间现存的3个汊道分泄主通道下泄泥沙、减轻港区淤积的作用不可忽视。