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。     

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。     

沙质海岸破波带内底部离岸流及沙坝迁移数值模拟研究

建立了破波带内三维水动力泥沙数学模型体系,模型中同时考虑了波浪、波生底部离岸流、非粘性泥沙运动及地貌演变等动力机制。通过波浪水槽实验实测水、沙及地形数据验证,所建模式可有效模拟破波带内底部离岸流、泥沙运动过程及离岸沙坝的随时间迁移规律。模拟成果表明波浪破碎后引起的波生流系在破波带内形成一个时均垂向环流结构,其中底部时均流向指向外海,表层则指向近岸,靠近破波点处,底部离岸流的流速逐渐降低。在时均垂向环流体系的输送下,破波带内被波浪掀起的床面泥沙在底部离岸流作用下持续向外海输送,并在破波点附近堆积形成沙坝。沙坝的形成改变了局部波流场结构,在波浪的持续作用下逐渐向外海运移直至剖面达到基本平衡。     

基于Delft3D的离岸堤附近波浪与波生流数值模拟

基于Delft3D三维波流耦合模型,模拟了仅波浪作用下出水离岸堤附近的波浪与波生流,与物模试验资料进行了对比,结果表明,Delft3D波流耦合模型能较好模拟波浪在近岸区域的浅水变形、折射、绕射、破碎等物理现象,波高、波生流沿断面的分布与试验结果吻合良好,验证了该模型在波浪传播变形、波生流模拟的可靠性;研究了不同入射角度与不同波高时离岸堤附近波生流的形态,研究表明入射角度增大,沿岸流也随之增大,离岸堤后方环流逐渐向波浪入射方向的下游移动,不同的入射波高条件下,离岸堤附近流态并没有太大变化,波高增大主要引起流速增大。     

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。     

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。     

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。     

拦沙堤与潜堤的布置形式对砂质海滩的影响

文中以日照港石臼港区东作业区煤码头岸线退岸还海修复整治工程为例,探讨了拦沙堤和潜堤的不同布置形式,对工程水域波浪潮流泥沙以及形成砂质海滩剖面的影响。拦沙堤可一定程度上减小泥沙输移,且海滩在拦沙堤的环抱下更接近自然平衡岸线的弧度,使淤积环境变弱。而潜堤可一定程度上减小沙滩的侵蚀程度,且对泥沙外移有一定的拦截作用。在实际的工程实践中,合理的布置潜堤和拦沙堤,可有效减少岸滩冲淤,维持稳定的海滩形态。     

波浪作用下沙纹床面形态及底摩阻系数研究

波浪作用形成的沙纹在近海区域普遍存在,准确预测沙纹床面形态并计算对应的底摩阻系数是研究近岸波浪变形、泥沙输运及岸滩演变的基础。利用国外公开发表的室内试验和现场观测数据对已有计算沙纹形态的典型公式进行分析评价。考虑床面形态与水流条件的互相适应,提出新的平衡状态下沙纹长度、高度及波陡计算公式;引入临界Shields参数判别函数来考虑底床泥沙运动状态对沙纹形态的影响;通过理论推导得到波浪摩阻系数计算公式,并利用沙纹形态计算公式改进粗糙高度的计算方法。结果表明,提出的沙纹形态计算公式能够较好地刻画不同底沙运动状态下沙纹床面几何特征,临界Shields参数对于沙纹形态的计算具有重要影响;新得到的沙纹长度和高度公式可以有效地应用于波浪摩阻系数计算。     

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.     

湄洲救助基地码头工程泊稳条件与泥沙淤积数值计算分析

通过分析湄洲湾的水文泥沙条件,对救助基地码头工程的2个拟建位置进行了比选,建立工程区波浪数学模型,计算了不同工程方案情况下港内泊稳条件,采用经验公式估算了工程区附近泥沙淤积及大风骤淤。结果表明:湄洲岛西南部海岸由于其海域海床基本稳定且沙源较少,发生较大骤淤的可能性较小;由于湄洲岛南端岸线有效地阻挡了N向—SSE向的波浪,使得近岸码头方案的前沿设计波要素更小;港内泊稳条件与码头离岸距离相关;近岸区域年平均淤强在较小范围内,在预留一定的备淤深度的情况下可以满足船舶安全通行和港口正常作业的要求。     

巢湖风浪特征及泥沙运动对口门航道淤积的影响*

针对引江济淮工程巢湖口门航道的整治工程问题,通过MIKE3软件建立巢湖波浪泥沙三维数值模型,结合巢湖湖流、波浪及泥沙的现场观测资料,对巢湖风浪特征及泥沙运动对口门航道淤积的影响进行研究。着重分析巢湖湖区的风浪特性及白石天河口门与马尾河航道风速与波高的响应关系、有效波高与底部剪切应力的响应关系,并探讨与分析波浪湖流作用下巢湖泥沙输移对湖区口门航道的影响。结果表明,巢湖波浪特性与其风况条件密切相关,其近岸泥沙主要以“波浪掀沙、水流输沙”的形式运动,将对巢湖口门航道的淤积产生直接影响。     

较陡坡试验平均沿岸流速度分布拟合

平均沿岸流分布对海岸流量和泥沙输移有重要影响。为了更深刻地研究平均沿岸流的分布特征,尤其是较陡坡条件下不同于缓坡情况下的分布特征,在1∶40较陡坡度平均沿岸流试验的基础上,探寻不同于Allen分布、适合较陡坡情况下的平均沿岸流分布拟合曲线。结果表明,通过自定义分段函数和约束条件可以较好地拟合较陡坡情况下的平均沿岸流海岸一侧呈上凸趋势的分布特征。     

汉班托塔港二期工程西人工岛方案对岸滩演变的影响

针对斯里兰卡汉班托塔(Hanbantota)港二期工程西人工岛建设可能造成的岸滩侵蚀或堆积变化,以及可能对防波堤口门区波浪和泥沙淤积产生的影响等关键问题,采用多次现场岸滩调查和断面测量获取基础数据、结合卫星遥感资料、沿岸输沙计算和模型试验研究的方法进行综合研究。结果表明:西人工岛对岸滩的影响只发生在西侧拦沙堤附近范围,会使防波堤口门区的波高增大5%～10%,但不会影响船舶安全进出港;其建设能适当减小防波堤口门区及口门外进港航道的泥沙淤积。研究成果可供在较大规模砂质海岸上设计和建造人工岛等港工建筑物参考。     

大连金州湾人工沙滩建设条件研究

文章通过现场实地踏勘、水力特性试验、波浪潮流数学模型、波生沿岸流数学模型及经验公式计算等多种手段,对大连金州湾沙滩改造工程实施后人工沙滩稳定性及泥化的可能性进行了初步分析。研究结果表明:拟建人工沙滩从选址来说是可行的,岸线可长期保持稳定状态,且无泥化风险。从方案比选来看,两方案动力条件差异不大,采用出水堤对沿岸输沙拦截效果更好。建议在现有基础上适时开展波浪泥沙整体物理模型试验,进一步确定沙滩正常及风暴潮条件下的侵蚀量、沙滩平衡岸线及平衡剖面形态,为设计方提供基础数据。     

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。     

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。     

近岸取沙对岸滩稳定性影响——波浪动床物理模型试验

为满足各种基本建设对沙源的需求,希望在近海滩涂取沙,为此需回答取沙后对岸滩稳定性的影响。文章通过波浪动床试验,研究曹妃甸东侧滩涂取沙区实施后的向-离岸泥沙运动及岸滩剖面冲淤类型的变化,据此评估取沙对岸滩稳定性的影响程度。     

三亚新机场人工岛工程波浪潮流泥沙物理模型试验研究

三亚新机场及临空产业园采用海上人工岛的形式进行建设,工程离岸较近,该海域原有的水动力条件发生变化,将重新塑造水动力、泥沙冲淤新的动态平衡。通过波浪潮流泥沙物理模型试验,研究了工程海域水动力环境、海床在机场人工岛不同方案布置下的的变化规律,以及岸线冲淤影响情况,为优化工程方案和设计提供了必要的科学依据。     

盘锦港深水航道水沙环境特征分析

综合多次现场实测资料,分析了盘锦港10万吨级深水航道的水沙特征,讨论航道回淤泥沙来源和产生泥沙骤淤的可能性。研究结果表明:1)该海区波浪动力不强,以风浪为主;潮汐为非正规半日潮,属中强潮海域;潮流为正规半日潮流,主要以往复形式运动,口门内侧存在强度较弱的旋转流。2)河口区和近岸浅滩含沙量高、外海深水区含沙量较低,泥沙主要以悬浮形式运动,大风影响下各站含沙量均显著大于常规天。3)航道沿程底质泥沙呈粗细交错分布;波流作用下两侧岸滩就地起动搬运的泥沙为航道淤积的主要来源和直接来源,回淤物质较细,泥沙淤积以悬沙落淤为主;出现骤淤碍航的可能性较小。