无结构潮流泥沙数学模型在南通港通海港区总体规划中的应用*

采用长江口航道维护管理核心计算平台《SWEM2D/3D》对南通港通海港区总体规划方案进行了潮流场的数值 模拟研究。研究结果表明港区工程实施后对于徐六泾河段而言,是进一步加强了束流作用,工程效应范围集中在束流段的 上段及圈围线前沿约1.5 km处;码头工程对苏通大桥主通航孔影响较小,落潮主流走主通航孔的情况不会改变,通航孔处 流向基本无变化。规划港区码头工程对长江主航道、白茆沙水道、北支水道、新开沙夹槽、福山倒套等影响较圈围工程而 言微小,对航线安全和船舶安全使用航道不构成威胁。     

港池和航道疏浚过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟

建立了平面2D潮流和悬沙增量输移扩散的数学模型,通过有限单元法离散求解此模型,应用该模型对苍南电厂港池和航道疏浚过程中的悬沙扩散输移进行模拟,挖泥过程中的悬沙增量采用恒定源强,再现了疏浚过程中增量悬沙的输移扩散机理。     

踏浪逐波守灯塔，护航明灯保春运

正新春时节,阖家团圆之际,远在祖国海疆一线的西南沙灯塔值守人员为保障春运,坚持值守,悉心维护设施设备,保障春运南海海域的通航安全。受疫情影响,2020年南沙灯塔平均单次值守都要长达5至6个月左右,而且应疫情防控部署要求,上岛前都要进行集中隔离,南沙海况复杂,通航船舶周期也不固定,所以集中隔离时间也不固定,有时上岛前集中隔离就要长达一个月,所以这段特殊的时间南沙灯塔值守十分考验人员的身体和心理素质,但是就是这样的严峻考验下,很多同志坚守在岛礁一线,担当作为,保障南海海域安全。     

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。     

船舶溢油GIS系统避险设计

为及时掌握船舶海上碰撞等事故导致的溢油事故、溢油分布范围，及时调度船舶救助，运用空间地理信息平台设计溢油规避风险系统。利用溢油扩散预估模型对溢油扩散海域面进行预估和分析，实现对船舶溢油空间分布实时分析，然后运用溢油避险模型模拟溢油事故扩散海域面积并计算，搜取事故中心海域附近各船舶信息并显示在信息系统。模拟结果证明，该研究分析系统可搜取事故影响海域及其附近的船舶及溢油事故油膜扩散空间信息分布评判，并实现溢油事故扩散情形空间平台实时、全方位可监视可预警。     

浅谈黄骅港冰期引航

黄骅港冬季冰情较为严重,其原因主要有海水密度低、滩宽水浅、处于下风向和港口设施的影响,严重的海冰灾害影响了港口的通航安全,增加了船舶引航的困难,本文提出了冰期船舶引航时的注意事项和航行、靠泊的方法。     

温州浅滩围垦工程对周围海域盐度分布和水质的影响

在收集春季瓯江口海域附近的入海污染源位置和污染源源强等数据资料的基础上,主要考虑海水中溶解态无机氮（DIN）、溶解态无机磷（DIP）和叶绿素a的含量,利用MIKE21模型,考虑水体斜压,对温州浅滩围垦工程前后周围海域水环境的水动力和水质进行了耦合数值模拟。研究结果表明：工程并不会大范围改变瓯江口海域的水动力特征,影响主要集中在河口附近,体现在北口区域的流速有所增加、南口区域近河口处流速有所减小;同时,围垦工程导致北口潮流加大、盐度值略有增加;工程实施后不会对周围海域水质造成大范围改变,但是对局部海域水质的确有一定的影响,近河口处海域的营养盐浓度和叶绿素a含量都呈现上升趋势,局部区域富营养化一定程度上有所加重。     

连云港海域围垦工程对水沙环境的影响*

基于嵌套的平面二维潮流泥沙数学模型,模拟了海州湾海域滨海示范区围垦工程实施前后的潮流场、悬沙分布,并采用实测资料对模型进行验证,分析围垦工程后计算海域潮流场、悬沙场及海床冲淤场的水沙环境的变化情况。结果表明：围垦后研究海域整体的潮流场和悬沙场变化较小,但围垦后附近海域纳潮量有所减小引起围区附近流速减小,围垦工程附近基本呈现淤积的状态,工程左侧吹填坑淤积强度较大,临洪河口则出现局部冲刷。     

极端天气下横门东水道悬沙分布特征研究

本文收集了横门珠江口横门海域正常天气与极端天气下的遥感图像,利用悬沙遥感相对浓度模型,对比分析了极端天气情况下横门东水道或附近水域悬沙分布特征。研究结果表明:横门水域内在大风和台风情况下风浪掀沙显著,大风作用时间越长,风浪掀沙越明显,悬沙浓度越高,且枯季风浪掀沙作用比洪季强。暴雨径流挟沙量大,横门东水道悬沙浓度达到峰值,但未对淇澳岛——金星门一线以南海域造成影响。台风过境,降雨径流来沙增加,台风风浪掀沙增强,对横门东水道悬沙浓度有持续的影响。     

开敞岛礁海域环境大型LNG码头规划布置关键问题*

舟山群岛海域规划有多个LNG重要港址,对于保障长三角天然气供应具有关键作用。LNG码头具有自身建设要求高和对外排他性强的特性,在舟山群岛海域为代表的开敞岛礁海域建设具有较大技术难度。以舟山六横和上海洋山LNG码头为例,系统分析开敞岛礁海域对LNG码头规划布置的影响,分析码头和航道布置关键问题,论证多个大型LNG泊位联合布置的安全间距,研究LNG船舶通航安全和通航效率影响,提出LNG码头规划布置方案。结果表明,开敞环境下布置多个大型LNG泊位时,与掩护条件较好时相比应适当增加安全间距,注意横风、横流以及斜顶流的影响,确保船舶通航安全,要控制LNG合理运输规模,采取通航优化措施,提升区域船舶通航效率。     

岱山樱连门促淤围垦工程围堤地基爆破挤淤悬浮泥沙输移扩散模拟研究

爆破挤淤填石法作为地基处理的一种常用方法,广泛应用于沿海养殖围堤、围海造地、护岸以及防波堤等水工工程的淤泥质软土地基处理。在对岱山樱连门促淤围垦工程围堤地基爆破挤淤处理产生的悬浮泥沙输移扩散进行模拟的基础上,分析了爆破挤淤对周围海域的影响。研究结果表明,爆破挤淤所产生的悬浮泥沙的输移扩散受潮流的影响较大,其输移扩散的范围及方向很大程度上取决于爆破后工程区域附近潮流的水动力强度及方向。爆破挤淤后产生的悬浮泥沙浓度增量由于扩散和沉降作用迅速减小,在爆破3 h后基本降至10 mg/L以下。爆破挤淤施工中产生的悬沙对周围的水环境虽然有一定的影响但持续时间并不长,且影响范围有限。     

某陆域形成工程水动力与泥沙冲淤影响数值分析

利用平面二维浅水潮波运动方程和连续方程,结合潮位站实测资料进行验证,得出较为符合实际的流场,对工程附近区域在工程后的水动力和泥沙冲淤影响进行分析。结果表明,工程完成后,对附近海域流场基本没有影响,影响范围仅限于工程周边区域。泥沙冲淤的影响范围为以围填区为中心向北2 km,向西1.2 km,向西南2 km的范围内,最大冲刷0.8 m,最大淤积3 m。     

港珠澳大桥建设对水沙环境影响数学模型研究—I. 模型的建立和验证

针对港珠澳大桥工程和其所在海区的特点,基于TK-2D软件建立了不规则三角形网格的伶仃洋内外海域大范围二维潮流泥沙数学模型和大桥工程区附近的小范围局部细化的二维潮流泥沙数学模型,根据现场实测资料对模型进行了充分的验证,分析了工程海区的潮流悬沙特征,为进一步论证港珠澳大桥建设方案对工程海区的影响奠定了基础。     

大平岛围垦工程对航道、码头影响研究

基于工程海域条件分析,建立了平面二维潮流泥沙数学模型。在实测资料验证良好的基础上,对大平岛围垦工程前、后的潮流、悬沙场等进行了模拟,就工程对围区附近航道、码头的影响进行了分析研究。研究表明,本工程的实施对周边海域没有大范围的根本性影响,其影响主要集中在西侧水道的局部水域,会使处于围区西侧水道的燕山热电厂煤码头及其航道等产生淤积,建议定期疏浚或采取其它工程措施。     

开挖过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟

通过建立平面二维潮流和悬浮泥沙输移扩散的数学模型,模拟某挖泥工程中悬浮泥沙的扩散输移过程,并应用非结构网格的有限单元法进行离散求解.该模型结合工程实际,采用连续线源模拟挖泥过程中的增量悬沙,以揭示其在开挖过程中扩散输移的机理,为工程环境影响评价提供科学依据.     

甬江及口外海域潮流泥沙数值模拟

建立了甬江河道及口外海域平面二维潮流泥沙数学模型,对2015年6月半个月的潮流场和悬沙场进行模拟,模拟结果与实测资料吻合良好。计算得到了研究区域洪季的余流场和输沙格局,结果表明:甬江口外余流整体由西北指向东南,河道余流指向下游;除口门局部水域,甬江口外输沙格局基本与余流场一致,悬沙经涨潮流的作用被带入甬江河道,致使河道内近口门处的输沙格局由口门向内;甬江口局部区域输沙格局与余流场存在差异的原因是悬沙输移与潮流运动存在时间上的滞后。     

岛礁海域桥区航道规划及通航净空尺度的确定方法

舟山群岛海域具有通航岔道及通航船型多、航线交叉、潮流流态及通航条件复杂等特点,建设桥梁所需的航道及通航净空尺度确定方法有其独特性。以鱼山大桥为例,在充分分析船舶通航数据的基础上,结合桥梁、周边围垦工程实施后的数学模型计算潮流场数据,经多方案比选和航线优化,并采用船舶模拟试验验证,确定桥梁通航等级和桥区航道规划方案,得出合理的通航净空尺度和通航孔布置方案,为桥梁设计提供重要的技术支持。     

长江口南汇嘴海域表层悬浮泥沙分布和运动遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料,建立了长江口南汇嘴水域表层悬沙遥感模式,结合实测含沙量资料对南汇嘴海区表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行了分析,结果表明南汇嘴附近海域总体上含沙量较高,在0.5～1.5kg/m3变化。高含沙量多出现在杭州湾口中部、南汇嘴浅滩,杭州北岸芦潮港附近含沙量为0.5kg/m3左右。悬沙的浓度及范围随大、小潮和洪、枯季的不同而不同。悬沙的浓度及范围随潮差和风速增大而增大,南汇嘴边滩含沙量一般洪季高于枯季,杭州湾水域水体含沙量一般是冬季高于夏季。长江口与杭州湾之间存在着泥沙交换,长江口水沙以直接和间接2种方式进入杭州湾,而南汇嘴近岸水域则是交换的主要通道。     

葫芦岛海域潮流泥沙数值模拟

使用TK-2D软件建立了基于不规则三角形网格的葫芦岛海域的潮流场和悬沙场数学模型,根据现场实测资料对模型进行了充分的验证,对葫芦岛海域的潮流泥沙场进行了数值模拟,根据模拟计算结果,对该海域的潮流场和泥沙场特征进行了分析。研究结果表明:(1)葫芦岛海域海区的潮流运动为半日潮流类型;(2)该海区的潮流运动基本为平行岸线的往复运动;(3)该海区的潮流动力中等;(4)正常天气条件下水体含沙量很小,且分布均匀。     

北仑电厂码头改扩建工程潮流泥沙数值模拟

运用平面二维水流泥沙数学模型,分别建立了包含金塘水道大范围以及拟建工程区小范围水域的潮流泥沙场,其中大范围模型为小范围模型提供边界条件。计算结果表明:改扩建工程使周边局部海域流场减弱,但影响范围有限,流场变化主要集中于改扩建码头西侧及其后沿驳船码头港池开挖区水域,涨、落急流速变幅在13.3%以内,流向变化值小于8.3°。码头后沿的浅滩区是主要泥沙淤积区,改扩建码头前沿平均淤强约0.76m/a,淤积量2.5万m3/a,驳船泊位区平均淤强1.42m/a,淤积量5.9万m3/a。鉴于岸坡浅滩仍是主要的淤积区,建议保持定期疏浚,以免淤积前伸对驳船港池和码头前沿造成不利影响。