珠江河口航道整治工程对咸潮上溯的影响研究

基于MIKE3 FW模式,建立覆盖整个珠江8大口门区的三维高精度水流盐度数学模型,研究珠江口的咸潮上溯问题。模型主要采用三角形无结构网格,航道较为顺直,采用四边形网格进行加密。模型验证良好,能够较好地反映珠江口地区三维水动力格局与盐度分布特征。重点分析了磨刀门口门区三维水动力、盐度特征,并且基于近年来珠江三角洲地区日益增多的航道整治工程,研究计算了磨刀门航道整治工程对咸潮上溯的影响。研究表明航道整治工程使得近海地区的盐度值有所增大,咸潮上溯距离有所增加,但工程对咸潮上溯的影响不大,不是珠江三角洲地区近年来咸潮上溯的主要原因。     

磨刀门航道整治工程对咸潮上溯的影响

采用实测水文资料建立高精度的三维水流盐度数学模型,模拟了磨刀门航道整治工程前后流场及盐水入侵的变化.并运用已验证好的磨刀门高精度三维水流盐度数学模型,计算了磨刀门航道整治工程前后水动力变化及咸潮上溯程度,为航道整治工程的实施提供依据.研究表明航道整治工程使得近海地区的盐度值有所增大,加剧了咸潮上溯程度,但工程对咸潮上溯的影响不大,不是珠江三角洲地区近年来咸潮上溯的主要原因.     

齿型构件混合堤正交丁坝水流力数值模拟

为研究长江南京以下12.5 m深水航道整治工程齿型构件混合堤正交丁坝水流力特性,采用RNG k-ε湍流模型,建立了三维水动力数学模型。通过实测流速、水位以及构件水流力数据进行模型验证,验证结果良好。利用该数学模型对齿型构件混合堤正交丁坝水流力随流速、水深与坝长的变化规律展开研究,对齿型构件混合堤正交丁坝水流力轴线分布规律进行探讨。     

珠江河口水沙数值模拟系统

建立了珠江河口平面二维潮流泥沙数学模型 ,模型计算范围覆盖八大口门 ,网格系统采用正交曲线网格。将珠江河口二维模型与业已建立的珠江三角洲一维河网模型连接在一起 ,构成珠江河口水沙数值模拟系统的核心计算模块。利用伶仃洋系统的水文、含沙量资料对二维模型进行了全面的检验。以伶仃洋治导方案为例 ,研究了伶仃洋治导方案对海区水沙的影响     

基于City Maker的航道整治工程信息模型集成技术

通过研究航道整治工程信息模型的集成技术,对三维GIS软件CityMaker以及Surfer、Autodesk Civil3D、Mike21等软件进行二次开发,高效方便地实现了GIS数据、整治建筑物BIM模型数据、河床冲淤演变数据、水动力模拟数据以及项目不同阶段参建各方的管理数据在CityMaker平台的集成与管理。工程实践表明,该技术切实可行,能够为航道整治工程BIM技术应用提供借鉴。     

深中通道工程对伶仃洋水流环境的影响

伶仃洋是珠江河口东四口门入汇的喇叭状河口湾,径、潮交汇,动力复杂。利用伶仃洋河口潮流数学模型从潮位、流速、流态、动力格局方面探讨了深中通道工程建设对伶仃洋河口潮流动力环境的影响。研究结果表明:深中通道工程建设对伶仃洋潮流动力环境影响的范围和强度均以西人工岛附近为最大,锚碇水域次之,东人工岛及桥区附近相对较小;近岛、桥局部区域潮位及流场的变化比较明显,对伶仃洋滩槽总体格局影响不大。     

河口海区开挖航道后三维潮流盐度泥沙数值模拟

利用坐标变换法建立了三维潮流盐度泥沙数值模拟 ,解决了复杂边界的处理问题 ,并应用于伶仃洋航道的整治研究中 ,取得了满意的结果。航道中的含沙量、盐度分布与现场实测很吻合 ,模拟计算得出的航道一期工程开挖后的淤积量与现场实测结果十分接近。     

港珠澳大桥对珠江口伶仃洋水沙环境和港口航道的影响

珠江口伶仃洋是地貌条件独特、水沙条件复杂的敏感海区,也是我国乃至世界沿海航线最密集、船舶密度最大的水域之一;港珠澳大桥是横跨伶仃洋的由"桥-岛-隧"构成的超级大型复杂工程。针对港珠澳大桥工程对珠江口伶仃洋复杂的水沙动力环境的影响,采用多种研究手段对大桥工程对伶仃洋水域水沙环境、港口航道、滩槽稳定性影响等关键问题进行全面深入系统的研究论证。主要研究成果表明:1)珠江口伶仃洋具有"微变性、趋稳性、可塑性"的重要特征,其"三滩两槽"基本格局可以长期保持稳定;2)港珠澳大桥(推荐方案)对珠江口伶仃洋水沙环境不利影响相对较小,对港口航道基本无不利影响;3)从水沙条件角度来看,港珠澳大桥(推荐方案)工程的建设是可行的。     

广州港出海航道三期工程潮流数学模型研究

用TK-2D软件建立了广州港深水航道所在海区的基于不规则三角形网格的潮流数学模型,在采用现场实测资料对模型进行充分验证的基础上,对伶仃洋深水航道进行了潮流数值模拟研究,从潮流场角度分析了深水航道开发的可行性。研究结果表明,深水航道方案实施后,整个伶仃洋流场基本不变,只是沿伶仃航道轴线附近,由于受航道开挖的影响,局部区域流速和流向略有变化,从潮流动力角度讲,伶仃航道是可以继续开挖的,广州港南沙港区深水航道三期工程是可行的。     

航道整治工程中长河段复合模型方法研究

鉴于数学模型在解决水沙运动及河床冲淤变化三维性较强的局部工程问题时存在一定的局限,以及物理模型在模拟长河段时受时间变态影响较为严重的问题,提出综合物理模型和数学模型优点的长河段复合模型。综述国内外复合模型的发展情况、优缺点及发展趋势,结合物理模型和数学模型在航道整治工程中的应用,提出航道整治工程中长河段复合模型研究思路与方法。     

浅析海湾型河口出海航道平面布置设计方案——以珠江口矾石水道为例

海湾型河口区的动力环境和滩槽演变受上游网河区下泄水沙和口外潮流波浪的交互作用,从而使得其出海航道的平面布置和尺度计算需综合考虑确定。本文以珠江口伶仃洋未来双通道之一的矾石水道为例,以二三维耦合的潮流泥沙数学模型试验方法,从工程区域自然条件、滩槽演变、港区发展的适应性以及航道稳定性、未来升级的适应性等方面,对矾石水道航道平面布置进行论证分析并确定最优方案,为潮控海湾型河口出海航道的平面布置和航道设计提供借鉴。     

潭江刘樟洲浅段航道整治水动力数学模型计算与分析

采用可视化程度较高的水动力数学模型程序包FASTTABS对潭江刘樟洲浅段航道整治工程前后的流场进行了计算,分析了整治工程前后的水位、流速、分流比的变化情况并确定了两个整治方案中的推荐备选方案。计算中采用有限单元法中的混合插值法。计算结果与实测结果比较表明模型较好地复演了潭江刘樟洲浅段航道流场,可以用于工程实际中的沿岸及受潮汐影响的水道流场的计算。     

芜申运河三汊河段航道整治数学模型研究

在对芜申运河三汊河段航道区域水文资料测量与分析的基础上,利用Delft 3D软件建立了三汊河段航道水动力数学模型,针对不同水流条件,对三汊河段航道区域流场进行了计算,分析了整治工程前后流场变化。计算结果表明:青弋江来流量大且垂直于设计航道,对航道通航船舶存在直接威胁;通过数值模型计算和物理模型试验解决了工程方案的比选和优化问题,为航道设计提供更加准确依据。     

典型石质汊流滩航道整治二维水流数值模型研究

在石质汊流滩航道整治工程中,通常采用开挖河槽的方法来降低流速,改善航道水流条件。本文应用二维水动力数学模型研究典型石质汊流滩——广西浔江鲫鱼滩航道整治工程方案,通过各方案计算结果比较,分析了工程后分流比及局部河段流速的变化规律,并就流速和流量的变化与开挖面积、开挖范围以及开挖方式之间的关系进行了探讨。     

长江口北支航道整治思路及总体方案构想的初步研究

根据已有河床演变、航道条件、水动力轴线变化分析,结合长江口北支航道开发整治目标和原则,提出了长江口北支航道整治总体构想思路。在此基础上,提出了三个初步整治方案构想及平面布置。同时,采用潮流动力学模型对各方案效果进行了初步比较分析。     

HEC-RAS模型在分汊河道设计最低通航水位推求中的应用

HEC-RAS一维数学模型可用于恒定流和非恒定流计算,常被应用于降雨径流、河流水动力、洪水过程分析等领域。以岷江航道(乐山段)灾后重建为例,根据河道实测地形,实测分流比以及实测水边线,采用HEC-RAS模型对该段河道水面线进行率定与分析计算,研究HEC-RAS模型在分汊河段设计最低通航水位推求中的适用性。结果表明：HEC-RAS模型在研究区率定结果良好,有较好的适用性,且能为分汊河道的航道整治提供经济有效的技术支撑。     

赣江东河设计最低通航水位研究

赣江东河属于赣江尾闾地区,受人为采砂影响和鄱阳湖水位变化,赣江东河水动力条件发生了较大变化。通过对该河段的水动力条件和数学模型研究,分析了赣江东河水位变化,并通过数学模型计算与河工模型试验推导本河段航道整治工程方案的水位变化,最终确定设计最低通航水位。     

弯曲航道船舶操纵运动数值模拟

弯曲航道是内河航道中较常见的形式之一,由于弯曲航道水流条件复杂,导致船舶操作难度较大,为了改善通航条件,需要对弯曲航道进行整治。结合弯道三维水流数学模型和船舶操纵运动数学模型,应用于湖南益阳至芦林潭航道整治工程的通航论证中,通过模拟计算结果来评价弯曲航道的通航条件,为弯道整治工程提供科学依据和科学指导。     

港珠澳大桥对伶仃洋水沙环境的影响

利用珠江口伶仃洋海域实测水文、泥沙及水深测量等现场实测资料分析,建立了南起万山群岛、北至虎门、东起汲水门、西至珠海—澳门的港珠澳大桥整体物理模型,研究工程实施对伶仃洋诸港口、伶仃航道、铜鼓航道及附近海域流场、潮位和水深变化的影响。结果表明:港珠澳大桥实施对潮流、潮位的影响仅在桥轴线上下游各4 km的范围内,对伶仃航道、铜鼓航道通航基本没有影响。     

黄骅港外航道淤积的二维数学模拟

为了合理模拟和预测黄骅港外航道淤积现象,基于SWAN风浪模型、ADCIRC潮流模型和波流共同作用下的挟沙力模型,建立了描述强风过程中波浪、水流、泥沙变化的二维数学模型,揭示了强风过程中各种复杂动力因素综合作用下黄骅港海域泥沙运动过程以及航道强淤现象,该数学模型的计算结果为黄骅港外航道整治工程提供了依据。