连云港港旗台作业区及防波堤工程前后水体交换能力研究*

随着旗台作业区及南北防波堤工程的建成,连云港港主港区已经变成为南北短、纵深长的半封闭的狭窄港域,口门的缩窄以及口门至港池末端纵深进一步增加,势必对港内水体的交换能力带来一定的影响。通过三维数学模型对工程前后的水体交换能力进行模拟,分析水体交换能力变化的原因,并通过港内水质点的Lagrange运动轨迹进一步认识港内水体的交换过程。模拟结果表明,港区内受水流动力及港口形态的影响,旗台作业及防波堤工程建设后主港区的半交换周期从约5 d增加至22 d。为了保障港内水域的水质环境,必须严格控制港内水体污染排放。     

内河挖入式港池水体富营养化治理技术

内河挖入式港池内水体交换缓慢,富营养化污染问题常有发生,影响港口正常运营和绿色发展。从分析挖入式港池水环境特点、富营养化产生原因入手,阐述兼顾水体治理与景观效果的生态浮岛原理及技术要点。以某内河港池为例,在不影响码头运营的条件下,研究港池生态浮岛治理方案,分析运行费用。初步成果分析表明,通过合理配置生态浮岛,可有效控制水体富营养化、改善水质并营造港池绿色景观,为绿色港区建设提供技术支撑。     

神华黄骅港内航道及港池适航水深应用可行性研究

为了缓解神华黄骅港的疏浚压力、降低维护疏浚费用,开展神华黄骅港内航道及港池适航水深应用可行性研究。通过对内航道及港池内沉积物的密度、颗分、水力特性以及流变特性进行试验,论证应用适航水深的可行性,提出神华黄骅港内航道及港池的适航淤泥密度值,并通过对现场适航资源分布情况的调查,分析应用适航水深的重点区域和前景,为指导黄骅港区适航水深资源利用提供参考。     

烟台港芝罘湾港区北防波堤改建工程方案

针对烟台港芝罘湾港区现有北防波堤侵占三突堤南侧岸线问题,提出3个改建方案,采用数值模拟的方法,推算不同方案下港池内测点波高。计算结果表明,拆除现有防波堤后,即使规划三突堤建成,因缺少原北防波堤的掩护,对ENE和E向入射的波浪,整个港池码头前沿的波高明显增大;新建防波堤对港内水域有较好的掩护作用,港内测点波高分布情况总体上好于港区现状,其中以新建突堤式防波堤方案掩护效果更优。     

新工程条件下天津港区水流及潮汐特征值变化预测分析

采用二维潮流数学模型,对天津港北港池开通和导堤延伸方案实施后港内流场及港区潮汐特征值变化进行了研究。结果表明,工程方案的实施对港内潮汐特征值影响较小;导堤延伸形成的新港区口门处存在环流,环流范围大、持续时间长,容易在口门内区域形成泥沙淤积;港内其他部分基本呈往复流,流速较小;港内清水线位置外移至东突堤附近,西港区和北港池由于水体泥沙含量较低,泥沙淤积较轻;北航道与西航道交叉处在涨潮转落潮的一段时间内形成环流,有可能在此处形成泥沙淤积。     

提升环抱式港池水交换能力研究进展

针对环抱式港池的水质恶化问题,就国内外现存的多种提升港池水体交换的工程技术进行了探讨。通过对港池水体污染物浓度与港池容积、港池水体交换量之间的关系进行理论分析,得出:提升港池水体交换量是降低污染物浓度的最重要对策;其次,改善港池水流状况、促进港池水体混合亦是降低港池内污染物浓度的重要手段。因此,在考虑泥沙对策的基础上,采用海水交换型防波堤等利用自然水动力条件实现自港池外向港池内单方向海水流入的技术,是提升港池水体交换量,改善港池水质的技术方向。同时,通过行政法规掌控码头、船舶等的排污量,也是绿色海洋可持续开发利用的必要条件。     

广州港南沙港区港池适航水深综合论证研究

文章采用现场实测底质以及浮泥密度和高低频水深测量资料对比分析、港池回淤泥沙流变试验和船模阻力试验等方法,对广州港南沙港区一期、二期港池的泥沙特征、港区浮泥分布及适航水深重度值进行了论证研究,为指导南沙港区适航水深资源利用提供了具有实际工程应用价值的资料依据。     

长江口潮汐河段挖入式港池回淤研究

以新通海沙围垦工程挖入式港池为例,针对长江口潮汐河段挖入式港池回淤问题,采用数学模型模拟了港区水流泥沙运动。结合相关河段实际回淤调查,研究了港池内水流条件分布与回淤分布,对港池回淤进行了估算。分析结果表明,港池内淤积分布形态与港池内水流分布规律相似,回淤估算结果与实际工程调查结果相符,可为潮汐河段挖入式港池的回淤预报和减淤措施提供重要参考依据。     

基于三维数模对连云港港连云港区回淤强度的研究

利用三维数值模拟方法对连云港区回淤情况进行研究,研究结果表明:港区的泥沙主要来源于近岸浅滩泥沙,在风浪潮流共同作用下泥沙悬扬、搬移,悬沙沿程逐渐落淤,造成港池航道淤积,港内淤积呈现口门处最大、口门内淤积厚度逐渐减小的分布趋势。通过数学模型计算,确定了旗台、庙岭及墟沟港区的月淤积强度;另外,大风或台风天气情况下,港区的淤积会加重,可参照研究结果对各港区回淤强度进行修订。     

双色波激发细长港内低频振荡的物理试验研究

通过物理试验研究双色波传入细长港池并激发港池低频振荡,合理的试验布局降低了波浪二次反射对造波机的影响问题。利用快速Fourier变换和小波变换方法分析双色波在港内的幅频响应以及波浪能量的时-频分布情况,并利用小波二阶谱分析港内波浪不同成分之间的非线性相互作用过程。结果表明:当双色波短波频率对应港池不同共振频率时,通过波浪非线性相互作用产生的二阶长波在港内响应幅值不同;短波频率对应港池较低共振频率时,波浪会在港内聚集更多的能量;二阶长波以及高次谐波与双色短波之间呈复杂的非线性能量传递过程。