连云港环抱式防波堤口门航道横流计算研究

环抱式防波堤口门航道横流一直为人们所关注。针对连云港港的连云港区和徐圩港区,利用二维潮流数学模型分别计算不同潮型下的口门航道横流,建立潮差与横流之间的相关关系,探讨具体应用方法。研究结果表明:连云港海域环抱式防波堤口门的航道最大横流由涨潮控制,在最大横流与涨潮潮差之间存在着良好的对应关系,拟合曲线相关程度高。在具体应用时,可根据潮汐预报表统计涨潮潮差的累计频率,利用拟合关系求得不同累计频率的口门航道最大横流,可为航道设计或船舶进出港管理调度提供依据。     

船舶乘潮进港时段水深及横流的推算研究

以岚山港南作业区为例,分析研究了环抱式港池建成初期船舶乘潮进港的调度问题。岚山港南作业区进港航道轴线与涨、落潮主流流向夹角较大,存在近口门航道段横流较大的问题;涨潮阶段横流普遍强于落潮阶段横流;涨潮阶段最大横流出现在口门外沿航道轴向400 m处。根据统计结果分析建立涨急流速和潮差的关系以及涨潮阶段设计乘潮水位流速与涨急流速的关系,然后通过查询潮汐表信息推算水深和横流,从而为确定船舶乘潮进港时间提供科学依据,达到船舶调度目的。     

日照港LNG码头配套航道及防波堤工程方案

日照港岚山港区北作业区规划新增LNG码头,针对其配套航道及防波堤工程平面布置问题,提出3个方案。采用数值模拟方法,推算不同方案下港池、航道,尤其是口门处的测点流速。计算结果表明,工程建设后,港池内各点在防波堤掩护下流速有所降低;受防波堤挑流作用的影响,口门位置处横流流速达到最大;以方案2流速相对较小,且流速大于某一值的持续时间较短。在方案2基础上进行优化,将一段防波堤调整为导流堤,由于导流堤上方可通过一部分水体,堤头附近航道横流有所减小。     

天津港大沽口港区三维潮流数值模拟

建立三维潮流数学模型,采用潮位以及分层流速流向实测资料对模型进行验证,对天津港大沽口港区东、北防波堤延伸方案的潮流分布进行模拟研究。结果表明,港区附近表层与0.6h水深处流速大小较为接近,底层流速明显较小,各层的流向较为一致;港区现状口门布置条件下,口门附近流速和横流相对较大;口门东、北防波堤延伸工程实施后,口门航道附近水流流态明显改善,横流流速也进一步减小;从水流条件考虑,该延伸方案是合适的。     

东营港区航道工程潮流物理模型试验研究

横流是东营港区港口航道建设中面临的关键技术问题之一。针对东营港区进出港航道工程不同防波挡沙堤布置下航道水流条件,采用潮流物理模型试验进行分析研究。结果表明:南、北防波堤形成后,口门航道处流速较大,从改善通航条件的角度出发,修建防波挡沙堤是必要的;防波挡沙潜堤保持相同的坡度,堤头分别修建至-12 m和-14 m时,口门航道水流流速逐步减小,口门横流也随之减小;随着防波挡沙堤堤顶高程增大,堤头挑流流速会有一定程度的增加;潜堤堤头建至-14 m等深线处、堤顶高程在-8 m左右是适宜的。     

唐山港丰南10万吨级航道工程设计

唐山港丰南10万吨级航道工程是在2万吨级航道基础上进行扩建。本航道所在水域,水流条件复杂,口门航行条件较差,航道设计难度大。通过对乘潮历时的分析及乘潮水位的选取,确定航道主尺度,提出合理的航道布置方案,结合船模试验进一步优化航道设计方案,并根据潮流数模试验,确定船舶通航窗口期。经论证,推荐平面方案1的布置形式,10万吨级船舶乘潮通过口门时,为高平潮时刻,口门流速较小,水流流态平稳,是最佳的通航时机,有利于船舶通航安全。大型船舶通过口门受横流影响较大或口门流态复杂时,乘潮航道应综合考虑高潮位与大横流的同步关系。     

淤泥质海岸环抱式港池建设期的潮流泥沙数值模拟*

利用二维数值模型,对徐圩港大环抱方案工程期间的流场和含沙量分布进行了模拟计算,研究了口门尺度和港内布置形式对口门附近水动力特征及泥沙淤积的影响.结果表明,港内水域面积与口门过水面积的比值决定了口门附近水动力条件的强弱,而水动力条件则与口门附近港池、航道的淤积强度存在一定的反比例关系.在环抱式港池的建设初期,应尽量减小港内无效水域的面积,适当放宽口门宽度,从而在改善口门水流条件的同时,降低港内的淤积强度.     

青岛港董家口港区防波堤工程防浪效果研究

采用波浪整体物理模型试验方法,依据青岛董家口防波堤工程平面布置情况,针对S、SE和SSE3个浪向,研究港池内波高分布情况,并对防波堤口门宽度及防波堤堤头型式进行优化。通过改变防波堤堤头结构型式、轴线走向、口门宽度等,提出6种对比方案,分别给出了港池内及各泊位处比波高,经过对比分析各防波堤布置方案的防浪效果,得到防浪效果较好的防波堤布置形式。     

营口港仙人岛港区防波堤口门优化布置

在分析仙人岛港区风、浪、流等气象水文资料和数学模型试验数据的基础上,根据营口港总体规划确定的仙人岛港区建设规模,通过对防波堤口门位置、方位等的多方案比较,并结合防波堤口门横流较大的情况,采用增加口门段航道有效宽度、在口门外增加导流潜堤等方式,对防波堤口门布置方案进行优化比选,并提出推荐方案.     

徐圩港区环抱式港池最大流速研究*

在利用潮流数学模型对连云港港徐圩港区防波堤工程方案进行比选优化时,发现港区内涨潮最大流速是决定方案能否成立的关键指标之一。经过分析认为,港区内涨潮最大流速与港区水域面积、防波堤口门过水断面面积有关,此外还受涨潮潮差和涨潮历时的影响。根据潮流数学模型的计算结果,拟合了港区内涨潮最大流速计算的经验公式,相关性较好,计算精度较高,可以用于徐圩港区防波堤工程方案的初步评估。     

连云港港区环抱式防波堤对航道回淤的影响

针对连云港港区25万吨级进港航道回淤总量小于15万吨级的现象,从航道回淤实测资料、工程前后水动力环境等入手,借助于潮流数学模型,研究了该现象产生的原因。研究结果表明:疏浚工程和环抱式防波堤工程均会对进港航道的回淤产生一定的影响,但防波堤的影响起主要作用。疏浚工程导致航道流速以减弱为主,因而使得航道回淤略有增加;而环抱式防波堤工程,将使口门附近流速显著增加,从而导致进港航道回淤大幅减小。此外,环抱式防波堤的掩护作用,在很大程度上阻挡了泥沙进入港区,从而使口内航道段回淤也大幅降低。     

平直海岸填筑式港口布置水流条件研究

以绥中新港码头方案论证为例,针对平直海岸的水流特点,通过平面二维潮流数学模型对填筑式的突堤码头实施后的水流进行模拟计算,从港池、航道平面流态、码头和航道横流及工程建设对周边水域的影响等角度对码头工程实施的水流条件进行分析。分析认为,平直海岸码头前沿不宜突出岸线太多,相邻港池口门宜尽量布置在同一水平线上以避免口门附近出现复杂流态和减少相互影响;应尽量采用栈桥码头布置较大吨位泊位,可以减小围填工程对周边水流的影响。     

船舶操纵模拟器用于设计航道

简要介绍船舶操纵模拟器的原理。在上海外高桥挖入式港区总体规划中，利用船舶操纵模拟试验，研究在水流和风的作用下船舶在通过进港航道、口门时的航行条件，从而为港区水域布置方案的优化提供依据。     

黄骅港综合港区深水航道水动力数值模拟研究

采用数值模拟方法对黄骅港综合港区20万t级航道工程潮流动力进行研究,分析工程实施后最大流速、最大横流等,以掌握工程实施对周围海域的影响。研究结果表明:(1)方案的实施未改变大范围海域潮流运动规律,变化发生在工程附近海域;(2)综合港区深水航道内流速在-6 m口门附近出现最大值,为垂向平均0.86 m/s、表层0.92 m/s;整个航道内的流速值介于0.25~0.86 m/s之间(垂向平均);航道内最大横流位于航道向北转折段,另外-6 m口门附近横流也较大。     

海港水域强潮流影响船舶作业条件和总平面布置

详细论述了强潮流对大型船舶出入港口水域航行、靠离泊和操船作业的影响，就强潮流流速作用下，进出港航道设计、防波堤口门设计、船舶制动水域、船舶回旋水域、船舶靠离泊以及系泊作业条件和有关总平面 布置问题提出探讨性意见。同时，在研究了船舶运动机理，分析总结了国内外各种船舶实验资料的基础上提出了计算船舶在码头前水域制动距离的概化公式以及在强潮流条件下计算港池回旋水域的概化公式。     

感潮河段支流口门堤头结构形式研究

感潮河段支流口门引排水枢纽受用地条件限制常距江较近,口门区水流受主河道涨落潮牵制作用明显,水流流态复杂,极易造成口门区泥沙淤积、岸坡冲刷及引航道横流超标等工程问题。为此,设计出可以改善感潮河段支流口门流态的梯级堤头结构形式。物理模型试验结果表明:在涨潮引水情形下,主河道水流折冲转向入引河的夹角减小,水流更为平顺地进入河道,减小了水流对河岸的冲刷,同时减小了引航道口门横流流速;在落潮排水情形下,堤头上下两级平台间可供水流通过,减弱水流顶冲主河道的强度,使得堤头下游回流范围减小,有利于河势稳定。     

船舶失控漂移模型在防波堤水域的应用研究

建立防波堤水域船舶失控漂移模型,设定防波堤工程所在海域的自然条件、防波堤口门有效宽度、进出港口船舶尺度等参数。通过设定船舶在防波堤口门外失控点至防波堤口门的距离,计算船舶在偏航、风、流共同作用下从失控点开始至防波堤口门的横向漂移量,根据计算结果来判断船舶是否有与防波堤发生碰撞的危险性。     

天津港人工沙滩环抱水域泥沙回淤研究

为提高对环抱堤内水域的泥沙回淤状况的认识,以天津港东疆人工沙滩环抱堤内水域为实例,通过综合分析浑水现象调查、悬沙粒径时空分布、含沙量时空分布、余流等方面的资料得出了环抱堤内水域的泥沙来源,然后采用套图法计算了地形冲淤变化并分析了冲淤原因。结果表明,环抱堤内的浑水主要随涨潮水体自口门外流入;淤积区域的年均淤积厚度约为0.2 m,环流集中区所在的重淤积区的淤积厚度约为平均淤积厚度的2~4倍;口门约束形成的大流速和从口门直接入射的波浪,以及NE向小风区波浪的作用,造成口门—宾馆区沙滩水域出现深度约为0.2 m的冲刷带;环抱堤内水域的冲、淤分布与动力条件分布密切相关。     

雅口枢纽上游隔流堤布置技术研究

合理确定隔流堤布置参数可以有效改善枢纽敞泄时的通航水流条件。以雅口航运枢纽为例,采用模型试验研究了船闸上游口门区水流条件与隔流堤堤身长度的关系,和堤头线型对其附近连接段通航水流条件的影响。结果表明:随着隔流堤长度的增加口门区最大横向流速先减小后增大,存在最优隔流堤长度以改善口门区通航水流条件;堤头采用等弦长但弧长不同的曲线线型时,堤头附近连接段通航水流条件随曲线弧长的减小逐渐转差,但相应的口门区通航水流条件逐渐转好。     

舟山岱山岛燕窝山码头工程潮流泥沙数值模拟

岱山岛位于舟山群岛中部,地理位置优越,具有通江达海的区位优势。为满足舟山北向的水路客运需求,拟在岱山岛北侧建设燕窝山码头工程,包括码头和防波堤。文章根据现场实测资料分析,建立了舟山岱山岛燕窝山码头工程及其附近海域潮流泥沙数学模型。在模型验证的基础上,计算了不同防波堤布置方案下码头工程及其附近的流场和泥沙淤积情况,对现有防波堤平面布置方案对水流和泥沙输运的影响进行分析,并选出合理解决方案。从水流、泥沙计算结果看,燕窝山和东垦山的北海域流速较大,超过2.0 m/s,5 m等深线以内水流流速较小,在0.6 m/s以内,故码头工程对岱山海域整体流态影响不大,其是可行的。但根据航道横流流速变化特征,应增大航道设计宽度,保证船舶航行安全。