长江中游护滩工程边缘防冲促淤水草垫结构试验

通过分析航道整治护滩工程边缘防冲促淤结构不足,提出水草垫结构,并开展定床和动床模型试验,研究不同倒伏程度、不同布置形式、不同水动力条件下水草垫的防冲促淤效果。结果表明:当流速较小时叶片弯曲幅度较小;流速增加至0.3 m/s时,叶片弯曲幅度较大;流速增至0.73 m/s时,叶片弯幅度增加较小。叶片倒伏60°情况,水草垫稀疏布置,防护效果较好;倒伏75°情况,水草垫密集布置,其防护效果较好。当来流速度较大时,水草垫区域内有较大淤积幅度,但淤积范围明显缩窄,侧缘坡度较陡,防护效果并不理想。在此基础上,确定了水草垫结构。     

可控式网箱结构促淤效果分析

三峡蓄水后荆江河段河道普遍冲刷、航道整治护滩工程的促淤效果有待提高。采用多种网片等间距构建形式,提出了一种新型可控式网箱透水促淤结构。通过水槽试验,研究不同流速、不同水深以及不同布置形式下的可控式网箱结构的减速、促淤效果。该结构有效改善了工程区域水流条件,在较大的空间内降低流速,实现促淤固滩的目的。     

仿生型柔性促淤护滩结构在汉江河口段航道整治工程中的试验研究

针对刚性结构存在限制其适应局部冲刷变形的不足,进行柔性促淤结构的研究,并提出一种仿生型柔性促淤护滩结构.采用动床水槽试验方法研究仿生型柔性促淤护滩结构在不同来流条件下、不同布置方式下的减速促淤效果,结果表明其效果良好.将研究成果运用于汉江河口段航道整治工程中,进一步检验研究成果.结果表明其该结构整体性较好,应用区工程效...     

网格结构对桥墩周围冲刷坑的促淤效果研究*

减少冲刷坑深度是桥梁设计与维护中常面临的一个重要问题。为了进一步探明促淤网格的安装位置等对桩墩局部冲刷坑促淤修复效果的影响，通过水槽试验研究促淤修复率随促淤网格安装位置、网孔大小等要素的变化特征。结果表明：促淤修复率受来流强度的影响不大，受网格的相对安装位置影响很大；为提高促淤网格的稳定性和促淤修复效果，促淤网格应安装在沙波波谷以下尽可能高的位置，以获得尽可能大的促淤容量，增大网格的促淤深度；网格的相对网孔孔径越小，网格安装位置对冲刷坑促淤修复效果的影响越显著。最后，提出了促淤网格防护下的最终促淤深度计算公式，为今后促淤网格的工程应用提供参考。     

温州浅滩二期促淤工程霓屿—小霓屿方案研究

基于TK-2D软件建立了瓯江口海区波浪潮流泥沙数学模型,根据现场实测资料对模型进行了充分验证,对温州浅滩二期促淤工程中的霓屿与小霓屿之间不同的促淤方案进行了研究,并对促淤效果进行了比较。研究结果表明:小霓屿至霓屿间布设堤顶标高-7.0m的潜堤与不布设潜堤相比,平均促淤厚度仅增加0.04m,促淤量仅增加229万m3,促淤效果不明显。     

透水框架群水力特性试验研究

透水框架群在长江航道整治工程中具有减速、防冲、促淤的特点,在三峡工程蓄水运用后清水下泄促淤有限的条件下,框架群在护滩边缘的防护效果明显,但对其作用机理,特别是透水框架群在整治工程中的水力特性还认识不足。通过水槽试验研究了透水框架群的减速率与摆放高度、孔隙率等因素的相互关系,并对透水框架群内部和尾部的减速效果进行了深入分析,研究结果可为规范护滩边缘结构的设计提供技术支撑。     

加筋三维钢丝网垫在护滩工程中的应用

传统的护滩方式使水体与周围土壤及生物环境相分离,破坏了自然河道的生物链,由此带来的环境问题相当严重。结合安庆航道整治工程介绍一种高效的促淤生态护滩结构——加筋三维钢丝网垫,同时克服了传统结构易老化、整体性差的缺点。     

波浪作用对淤泥质河口边滩促淤后淤积影响研究

受波浪掀沙作用影响,河口边滩工程促淤效果的合理预测始终是工程泥沙研究的难题之一。在文献[1]提出的淤泥质河口边滩促淤后淤积预报模式的基础上,就波浪作用对工程促淤效果影响进行了研究。通过建立长江口—杭州湾海域的平面二维水沙数学模型和波浪模型,计算不同波浪场作用下促淤工程区泥沙淤积强度。藉此,定义了波浪作用引起的淤积影响系数k0,并建立了系数k0与相对波高(波高水深)的关系。由此,结合促淤区内分级波浪数值模拟结果,给出了综合反映促淤区1 a内各级波况的影响系数统计平均值k0,并将k0代入文献[1]提出的淤泥质河口边滩促淤后淤积预报模式,结果表明促淤区年淤积强度计算值与实测值吻合较好。     

滨海滩涂动态演变数值模拟研究及应用

基于潮流泥沙数学模型和滩涂动态平衡与人类活动前后水沙因子变化的经验关系,建立了长历时滩涂动态演变的经验动力数值模型。根据浙江省飞云江河口丁山围区和钱塘江河口的实测水沙及地形资料对抛坝促淤效果进行了验证,结果表明抛坝促淤效果计算与实测基本吻合。在此基础上,研究了某抛坝促淤工程后附近海域滩涂演变过程。预测结果表明促淤工程减弱了附近海域的水动力,使附近床面将发生淤积,经5~10 a达到淤积平衡,其中前5 a的淤积量约为总量的80%。为调控围涂工程引起的附近海域床面的淤积强度,减小对周边生态环境的影响,应控制促淤围涂的强度。     

透水框架群促淤护滩效果I：平面布置形式

在长江航道整治工程实践中,透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面,而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外,透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验,研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性,提出了透水框架群护滩效果的衡量指标,并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果,提出了冲刷条件下,透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

考虑泥沙淤积影响的高桩码头三维有限元分析

泥沙淤积将影响高桩码头的正常使用。为掌握泥沙淤积对高桩码头基桩的影响规律,借助有限元分析方法,结构与土均按三维实体单元建模,桩土间设置接触单元考虑桩土相互作用,采用单元生死近似考虑泥沙淤积过程,岩土参数采用实测位移资料进行校准。分析结果表明,泥沙淤积引起的附加土压力将使最大弯矩出现在基桩顶部,且大部分为陆侧受拉,最危险截面出现在桩头向海的桩顶附近;对泥沙进行清淤处理后,将明显改善基桩受力状态,极大降低淤积对基桩造成的不利影响。     

SWAN和MOHID联合模型在连云港港30万吨级航道建设中的应用

根据连云港海域的特点,建立能考虑风浪影响的三维潮流、泥沙数学模型,对真实的"韦帕"台风作用下的潮流场和泥沙场进行模拟,力求更合理地反映近岸泥沙运动规律。数学模型计算得到的流场、含沙量场和航道回淤结果与现场实测资料进行验证,二者吻合较好。在此基础上,对连云港港30万吨级航道在"韦帕"台风作用下的回淤情况进行了预测,给出了航道的沿程淤强分布,为航道的设计提供依据。     

天津港外航道水动力条件及工程泥沙淤积研究

依据最新的水文、泥沙实测资料,利用风浪潮流泥沙数值模型对开挖深水航道泥沙淤积情况进行了计算。根据近年来现场实测水文、泥沙资料,结合本项研究工作进行了统计分析,为数模计算提供参数;建立了多重嵌套潮流数学模型,计算正常天气下工程实施前、后的海域潮流场分布情况;建立了海域风浪过程计算模型和泥沙运动模型,将波浪、潮流、泥沙模型耦合,计算了在年均含沙量的风浪条件作用下所造成的回淤情况,给出了航道建成后的年淤积分布情况。提出了天津港南、北防波堤延伸到16 0后的航道的淤强分布特征,从泥沙方面为航道的开挖提供了设计依据。     

考虑泥沙淤积的三峡水库9月分旬控制水位研究

采用9月分旬蓄水的方式,可以较好地应对三峡水库汛后提前蓄水时特大洪水的可能威胁。但随着水库运用时间的增加,泥沙淤积将造成大量库容损失,9月分旬控制水位确定时必须要考虑泥沙淤积的影响。本文通过水库泥沙淤积计算,考虑了泥沙淤积造成的库容损失,对三峡水库9月分旬控制水位进行了深入研究。结果表明,与不考虑泥沙淤积情况下的控制水位相比,考虑泥沙淤积的9月分旬控制水位进一步降低了可能的防洪风险,同时,虽然水库发电效益也略有减小,但影响不大。     

大连港登沙河港区潮流泥沙数模试验研究

依据最新的水文、泥沙实测资料进行了统计分析,为数模计算提供参数,然后建立多重嵌套潮流数学模型,计算正常天气下工程实施前、后的海域潮流场分布情况,并在年均含沙量的风浪条件作用下计算港池航道常年回淤情况,对港池航道建成后的年淤积量进行预报,从潮流泥沙角度为登沙河港区建设提供了设计依据。计算结果表明,3个方案实施后对周边水域影响均较小,港区虽有环流但强度较低,停泊区域流速很小。外航道区域方案一横流明显小于其他2个方案。3个方案实施后,港池航道年平均淤强介于0.08～0.12 m,淤积很轻。因此,该工程是可行的。     

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。     

国内滨海核电厂取排水工程设计发展趋势

基于滨海核电厂取排水工程设计实践,分析了工艺要求、阐述了设计逻辑并明确关键技术。取排水工程关键技术包括温排水扩散试验研究、波浪对构筑物的作用、泥沙冲淤试验研究、结构形式与地基的适应性、海洋生物或异物防治等方面。归纳总结了明渠、管涵、明渠管涵组合等3种取水形式和明渠、管涵两种排水形式的应用,介绍核电厂关于泥沙淤积和取水口堵塞的运营反馈,分析核电厂取排水工程面临的新形势,展望设计优化创新的方向。     

营口港扩建工程泥沙问题分析

通过新的实测资料、潮流数值模拟及以往对营口港鲅鱼圈港区的研究成果,判断该区的水动力条件及泥沙特性,对岸滩演变趋势进行预测,并计算该港区、航道的年淤积强度及淤积量,对红海河口、南堤和北堤外受工程影响造成的冲淤情况进行分析。结果表明,该海区主要以悬移质落淤为主,工程建设后对该区的泥沙运移不会产生大的影响。     

浊流沉积的CFD模型(英文)

Simulation of the flow and deposition from a laboratory turbidity current, in which dense mixtures of sediment move down a narrow, sloping channel and flow into a large tank. SSIIM CFD software is used to model 3-D flow and deposition. SSIIM predicts the height of the accumulated mound to within 25% of experimental values, and the volume of the mound to 20%～50%, depending on the concentration of sediment and slope of the channel. The SSIIM predictions were consistently lower than experimental values. In simulations with initial sediment volumetric concentrations greater than 14%, SSIIM dumped some of the sediment load at the entry gate into the channel, which was not the case with the experimental runs. This is likely due to the fact that the fall velocity of sediment particles in SSIIM does not vary with sediment concentration. Further simulations of deposition from turbidity currents should be attempted when more complete experimental results are available, but it appears for now that SSIIM can be used to give approximate estimates of turbidity current deposition.     

Impact of macrozoobenthic structures on near-bed sediment fluxes

Sandy sediments in shallow coastal waters of the Baltic Sea are often characterised by large numbers of biogenic structures which are produced by macrozoobenthos species. A series of experiments was devised to quantify how the interaction of such structures with the near-bed flow regime affects the sediment flux. Most experiments were done with simplified replicates of structures generated by typical species commonly found in the Mecklenburg Bight, starting with solitary structures and regularly-spaced arrays in a range of characteristic population densities, followed by a complex benthic macrofauna community, both artificial and alive. A laboratory flume channel, equipped with an acoustic Doppler flow sensor and a topography scanning laser, was used for high-resolution measurements (2 mm horizontal step size and 0.3 mm vertical resolution) of sand erosion (220 µm median grain size, at 20 cm s^− 1) and fine particle deposition (8 µm grain size, at 5 cm s^− 1). Sediment transport threshold values were measured for each layout. As a rule-of-thumb, both the erosion fluxes and the deposition of suspended matter increased considerably at low population densities (below 2%, expressed as percent of the sediment surface covered, i.e. roughness density RD). Above densities of 4%, erosion almost stopped inside the test arrays, and deposition remained well below the level of unpopulated areas. An attempt to extrapolate these findings to field conditions (using field current velocity data from 2001) showed that the net flux switched from erosion to deposition for densities above 5%. These parameters can now be integrated into a numerical sediment transport model coupling waves, currents, sediment dynamics and biological processes, which is currently under construction at the Baltic Sea Research Institute (IOW), Rostock, Germany.