桥墩对周围海域水动力环境影响研究

建设在海岸河口水域的大桥桥墩,会增加桥位水域的阻力并减小过水断面,从而对周围海区的水动力环境产生一定影响,而海岸河口水动力较为复杂,单纯采用某一种研究手段往往难以全面地分析这种影响。文章以浙江省温州市大门大桥为例,通过对大桥所在的大、小门岛和沙头水道海域的水动力条件、泥沙条件及地形冲淤变化进行分析,掌握了该海域的水文泥沙环境与冲淤演变规律,对大桥建设后地形演变趋势进行了预测;然后又建立了二维潮流场数学模型,模拟研究大桥建设对周围海区的潮位、水流、潮量等水动力环境的影响。结果表明:工程建成后,工程对周围海域水动力环境影响仅在桥位附近,不会引起其他水道和海域的改变。     

河口建闸对河道河口及近岸海域水环境的影响研究

应用一维、二维水流、水质模型模拟一个典型河道在建闸前后河道、河口及近岸海域水环境状况。分析表明,河口建闸使河道内污染物平均浓度达到建闸前的1.0~3.5倍,使河口及近岸海域影响的水域面积最大值增加了将近7倍。     

岸线变化和海平面抬升对珠江河口水体交换的影响*

水体交换能力是评价河口水域自净能力的一个指标。为研究岸线变化下珠江河口水体交换能力的变化情况以及海平面抬升对其的影响,建立珠江河口二维水动力-保守物质运输模型,并将模型模拟的水位、流速、流向结果与实测数据进行对比。运用欧拉法,分别计算洪枯季、高低潮位下不同年代岸线变化和海平面抬升不同高度时珠江河口水体滞留时间的变化情况。结果表明：岸线围垦对珠江河口各水域水体交换的影响不尽相同,如从20世纪70年代—2010年,伶仃洋水域的平均水体滞留时间先保持几乎不变后略微减小,而黄茅海和磨刀门水域则因状况而异;海平面抬升不利于水体交换,珠江各水域平均水体滞留时间随海平面抬升而增长,且枯季增加的时间大于洪季。     

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。     

珠江河口近期岸线演变及其原因

基于不同时段的珠江河口卫星遥感图像,结合遥感-地理信息系统(RS-GIS)集成技术定量计算分析岸线近期的冲淤变化。从海平面上升和上游来沙等自然演变条件及人类工程活动两大方面分析珠江河口岸线冲淤演变的原因。结果显示:在1976—2006年,珠江河口近岸岸线整体向海淤涨579.2 m,年均淤涨19.3 m,而外海岛屿岸线总共淤涨21.6 m,年均淤涨0.7 m,近岸岸线的淤涨速率远快于自然演变过程。自然条件变化如海平面上升,在河口岸线剧烈的变化中影响较小。20世纪90年代期间上游来沙的减少与岸线淤涨速率变快的结果并不一致。详细的对比分析说明珠江河口地区的土地围垦是其岸线剧烈变化的主要因素。     

深圳机场跑道工程水域潮流泥沙数值模拟研究

为定量评估深圳机场第三跑道扩建工程建设方案对附近水域和地形的影响范围和影响程度,基于数值水流模型和泥沙输运模型对珠江口开展整体建模,并对工程局部进行精细分析计算。结果表明：水动力影响范围限于工程上、下游和西侧2km范围。工程西侧水域流速有所增加,工程南、北两侧水域流速有所减小;工程方案实施后沿江高速沿程水域的水体含沙量会略有减小,因此工程外海堤西侧呈冲刷趋势,局部最大冲深0.63m,平均冲刷0.15m;除此以外,工程周边水体含沙量的变化幅度较小,工程区海域含沙量仍在0.05 kg/m3左右。     

基于桥区水流数值模拟的桥墩对通航影响分析

建桥后桥墩会干扰桥区水流的流动,进而对桥区通航产生不利影响。为了保证桥区通航安全,有必要了解建桥前后桥区水流的变化情况。数值模拟方法是桥梁设计阶段分析建桥前后桥区水流变化及其对通航影响的一种有效方法。以长江河口地区为例,通过桥区水流数值模拟分析建桥对通航的影响。首先建立了长江河口段的江阴至青龙港(北支)、杨林(南支)河段的二维有限元水动力数学模型,并用实测的潮位和流速资料对模型进行了验证;随后以苏通大桥为例建立桥墩模型进行数值模拟,从建桥前后流速和流向的变化两方面分析了建桥对通航的影响,并计算了通航影响宽度。算例结果表明所采用的数值模拟方法及其软件具有工程实用性,可用于分析建桥对通航的影响。     

基于二维数学模型的串列圆柱桥墩对通航水流的影响*

规划中的四川江安长江第二过江公路桥采用钻石形串排圆柱型主塔,为了研究其主塔桥墩对该桥区河段各通航水力要素的影响程度,通过建立平面二维水流数学模型,模拟该河段方案实施前后的水流流场,从工程应用的角度分析串列圆柱桥墩对河段水流条件的影响。分析数模仿真结果得知：在各级流量下桥区河段水位、流速在工程实施前后变化较小,桥轴线横向流速较小,桥梁的建设对通航水流条件影响较小,不会对船舶安全通过桥区产生影响。     

跨海大桥桥墩对周围海区水动力环境影响数值模拟

为了研究跨海大桥桥墩对周围海区的潮位、水流、潮量等水动力环境的影响,文中以浙江省温州市大门大桥为例,建立了二维潮流数学模型,进行相关计算分析。研究表明,桥墩建设后增加了桥位水域的阻力并减小了过水断面,从而对周围海区的水动力环境产生一定影响,但影响范围仅限于局部。     

河口悬沙浓度变化与多因子响应模式

从河口近岸悬沙浓度的影响因素入手,在收集现场实测资料的基础上,对悬沙浓度的变化规律进行分析。通过分析研究,建立了悬沙浓度变化与多因子响应高精度三维数值模型。以黄茅海水域1992年11月15日—19日实测水流、泥沙、风等资料为基础,对模型进行验证。结果表明:模型能较好地模拟河口水流泥沙运动,且计算稳定性好、精度较高。水流、泥沙运动验证成果基本能达到规范要求的精度。     

围垦工程对温州近海及河口悬沙场的影响

在温州市瓯江河口及近海水域大范围连续大、中、小潮实测水文泥沙资料及水下地形资料的基础上,建立包括瓯江、飞云江及鳌江在内的大范围平面二维潮流及悬沙输运数学模型,并进一步以2002年为基准水平年,在温州市滩涂资源利用现状的基础上,就近期、中期和远期规划的围垦工程的实施对温州市3大主要入海河流——瓯江、飞云江及鳌江河口及近岸水域的悬沙场分布、断面输沙率、海床冲淤演变等方面的影响进行研究。研究表明:远期工程由于围垦区域较大,影响相应也最大,而中期和近期工程的影响则相对较小。     

长江口北支中束窄工程对周边水动力及水质的影响

基于考虑水体斜压的MIKE3数值模型的HD模块和Ecolab模块,对长江口及附近海域水动力环境进行数值模拟,并将验证好的模型用于分析预测实施北支中束窄工程对周边水动力环境造成的影响。研究结果表明:中束窄工程围填后,北支流速均有一定程度的降低,北支上段汊口处受到南支涨潮的影响,涨急流速有增大趋势;北支束窄工程对盐度的影响趋势为北支区域盐度值有明显的降低,对枯季北支的盐度倒灌南支起到了明显的控制作用;工程实施后,北支河口处磷酸盐、无机氮与叶绿素a含量增加明显;北支中上段磷酸盐与无机氮平均浓度略有降低,而叶绿素a含量整体有上升趋势。工程围填对南支及外海区域的水动力特征及营养盐含量影响较小。     

虎门港淡水河进港航道工程水流泥沙试验探讨

东莞市虎门港淡水河进港航道工程位于淡水河河口,淡水河河口与狮子洋水道交汇,是江海过渡段,受两岸已建码头边界条件和径流、潮流两股水流动力影响,水流、泥沙条件比较复杂。本文采用实测资料整理分析、数学模型模拟计算和物理模型试验等手段,分析论证工程建设后航道的水动力条件变化,航道泥沙淤积情况。     

伶仃洋航道整治工程水动力影响研究

本文基于国际上通用的三维数学模型,建立珠江河口区三维水动力数学模型,研究珠江河口的水动力特性。模型计算值与实测值吻合较好,可以很好地模拟伶仃洋海域水动力机制。在已验证好的模型的基础上,开展了伶仃洋航道整治工程影响分析研究,为类似航道整治工程建设提供了参考。     

华能营口电厂取水工程的流场数值模拟

华能营口热电厂取水工程二维水流数学模型采用嵌套网格的差分格式进行模拟计算,分析了不同取水位置对流场的影响。计算结果表明,该方法对取水口所在水域具有足够的网格分辨率,能够满足大范围海域边界条件验证的要求和工程所在河口水域流场的特征,同时又能满足工程局部水域计算精度的要求,具备边界控制准确、地形概化灵活、模拟精度合理和运算效率高等优点。     

二维水流模型在白坭水道航道整治工程中的应用

用建立的珠江三角洲航道网一维水流模型提供边界,在白坭重点整治河段应用二维潮流数值模型进行计算,采用实测资料进行验证。研究河段工程前后的水位、流场、近岸流速及水流动力轴线的变化,分析回答工程后航道整治效果、工程对河势的影响。     

跨海大桥工程对附近水域影响的数值研究

利用平面二维浅水潮波方程,在对实测资料良好验证的基础上,得到浦坝港海区较符合实际的流场,分析浦坝港大桥工程对周边海区水流、泥沙的影响及危险品坠海引起的水质变化。结果表明：流速增大区位于主桥墩之间和附近的水域,减小区主要位于大桥南段和北段引桥桥墩附近的水域以及主桥墩所处的局部水域;淤积区域主要位于浦坝港大桥的南段以及北段引桥附近的水域,冲刷区域位于主桥墩所在的水域附近;在桥梁所在海域若发生硫酸泄漏事故,对海域水环境的影响范围很大,应坚决避免此类事故的发生以保证海区水质。     

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。     

磅逊湾内电业码头工程建设对周围水域水动力的影响

文章以柬埔寨某码头工程为背景,建立了基于无结构化三角形网格的潮流数值模型,在对模型进行验证的基础上,对多湾级、岬湾相间海岸上码头工程布置的可行性以及码头工程实施对周围水域水动力的影响进行了模拟研究。结果表明:采用透空结构的两方案实施后产生的影响是局部的,不会改变磅逊湾海域整体潮流运动特征,岸边围海造陆规模较小,对湾内流场将不会产生影响,也不会引起湾内水流动力的改变。从潮流动力的变化和分布来看,工程布置是可行的。     

白鹭嘴通航平面二维数学模型研究

通过对工程河段水文、泥沙、河床演变及水域条件的分析,建立了平面二维数学模型。工程实施后,工程河段水流条件变化较小,对工程河段的河床演变、通航安全等的影响十分有限。