潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评I——基本概念与研究方法

在河口海岸研究领域,泥沙沉降速度是泥沙研究基础理论体系中一个最基本、最核心的物理量,它是直接表征泥沙动力学特征和影响河床底部淤积通量最重要的控制参数之一。综述分为3篇,第1部分主要从沉降定义入手分析,厘清基本概念,总结分析了细颗粒泥沙沉降速度研究方法。到目前为止,细颗粒泥沙沉降过程的环境敏感性特征已经得到普遍的认可,脱离一定的沉降环境,纯粹而笼统地认为向下运动的速度是对细颗粒泥沙沉降速度的曲解。在理论计算、室内试验和现场测量3类研究手段中,建议采用室内试验方法,但测控设备需进一步改进。     

天津浮式LNG码头建设水动力泥沙问题研究

在对天津港海域水文泥沙特征和冲淤演变进行分析的基础上,采用二维波浪潮流和泥沙数学模型对天津浮式LNG码头建设的水动力和泥沙问题进行研究,对取排水实施前后流场变化、防波堤建设对码头前流场影响进行了计算分析,同时预报了港池、航道正常年淤强以及一场大风期间淤积厚度,并通过资料分析得到泄洪排涝对工程区泥沙淤积不会产生明显的影响的结论。     

南通港吕四港区环抱式港池进港航道总体方案探讨

根据多年来水文泥沙研究成果,分析小庙洪南水道区域粉沙质海岸泥沙运动特性,提出"整治与疏浚"相结合的航道建设原则,确定合理的防沙堤尺度,采用超挖备淤以及航道备淤分段取值的设计方案,解决了环抱式港池建设的关键技术问题。     

厦门双鱼岛游艇码头潮流泥沙数学模型试验研究

文章围绕厦门双鱼岛游艇码头工程方案有关潮流泥沙问题进行了研究。收集并分析了工程附近水域的自然条件,掌握了工程海域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征,在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对开发方案实施后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化开展了数值模拟研究工作。从潮流动力、地形冲淤等方面分析了方案对周边海域水动力的影响。     

冲蚀角对高铬铸铁抗泥沙磨损性能影响的实验研究

介绍了高铬铸铁主要成分,观察了组织特征,测定了ZG35SiMn、铸态高铬铸铁、淬火＋回火态高铬铸铁的硬度,进行了ZG35SiMn、铸态高铬铸铁、淬火回火态高铬铸铁的不同冲蚀角度泥沙磨损实验,结合不同冲蚀角泥沙磨损实验结果,分析了冲蚀角度对ZG35SiMn、高铬铸铁材料抗泥沙磨损性能的影响,通过泥沙磨损形貌的观察和分析,探讨了不同材料的磨损机理。     

宁波市北仑区建高桩码头引起的冲淤变化研究

结合宁波海湾重工有限公司在宁波市北仑区进行的填海造地、建港项目,基于潮流计算得出的结果,比较工程项目前后该海域张潮、落潮流流速平均变化率,分析通过半经验、半理论的冲淤计算模型和海底床面冲淤模型,对浙江省宁波市沿岸建港所引起的泥沙冲淤变化进行预测。通过分析,表明：建港后,港区将出现较明显的泥沙淤积现象,且由于群桩的阻力作用,码头桩群附近引起的淤积较明显,淤积程度向外围递减;随着时间的推移,淤积量有所增加,但冲淤幅度不断减小。     

二维泥沙数学模型的改进——模型的建立

本文针对河道弯曲、狭长的特点,引进贴体坐标.将复杂的河道计算域转换成规则矩形域,使问题在规则域上求解.拟合坐标系下模型改进表现在以下两方面,一是引进紊动动能和紊动耗散率闭合雷诺方程,使模型能够回答整治工程局部水流结构,如回流现象,二是建立了一种新的悬沙输移模式,该泥沙模型能体现悬沙与床沙交换机理,既适用于水库上游淤积计算,也适用于水库下游冲刷计算.     

环形水槽在泥沙研究中的应用

环形水槽由环形槽,剪力环和使环形槽、剪力环运转的驱动部组成,是目前研究细颗粒泥沙运动规律的较理想设备。天科所的环形水槽自1986年建成以来,已进行了天津新港等十几个地区原体泥沙的起动、动水沉降、水流挟沙能力、推移质输沙率等试验。经验表明:环形水槽在泥沙研究中的应用是多方面的,所得结果基本符合天然泥沙的运动过程和基本规律。     

蓄水初期犍为船闸下引航道及口门区泥沙淤积成因分析

船闸的通航问题至关重要,泥沙淤积严重将会导致航道水深不足,影响通航。针对犍为船闸下引航道及口门区泥沙淤积问题,采用平面二维泥沙模型进行数值模拟,分析泥沙淤积成因,提出改善航道泥沙淤积的措施并加以验证。结果表明,受枢纽下游河床地形及引航道和口门区边界条件影响,形成大范围的回流,泥沙淤积范围和厚度较大;采取改善措施后泥沙淤积量明显减少。     

长江九龙滩河段浅滩航道整治

长江九龙滩浅滩河段有鼓鼓碛、蕉芭滩和三角碛3处碍航。在碍航成因分析的基础上,结合航道整治目标原则,提出了整治方案。应用平面二维水流泥沙数学模型探讨方案整治效果,经水流条件和典型年泥沙冲淤特性对比分析,进行方案比选与优化,形成了推荐方案。选用2002—2011年水沙序列资料,研究方案实施后长时期内的航槽泥沙冲淤规律,结果表明,方案实施后航道尺度满足要求,航槽可长期保持稳定,整治效果较为理想,达到了预期整治目标。