洋山深水港北侧围垦工程潮流泥沙数值模拟研究*

为进一步完善洋山深水港的各项配套功能,港区北侧将通过围垦工程建设具有综合服务功能的物流园区。围垦工程将引起小洋山岛周围海域潮流及泥沙运动发生变化。为解决开发建设的一系列潮流泥沙技术难题,在充分掌握海域潮流泥沙运动特性的基础上,采用Mike21中的FM三角形网格和动边界技术建立平面二维潮流数学模型,模拟研究规划方案建设引起的潮流场变化,计算分析各围垦规划方案引起的潮流变化及泥沙冲淤幅度,论证规划方案的可行性。     

垂直淹没射流对黏性底床冲刷挖掘体积的试验研究

射流冲刷作为一种高效挖掘手段被广泛应用于深海工程领域。针对黏性底床条件下垂直淹没射流冲刷挖掘体积进行研究,利用注浆成型法制备冲刷坑的胚体并利用3 d扫描技术获取冲刷挖掘体积。通过开展室内试验探索了射流流速、射流靶距、冲刷时间以及泥样含水率与冲刷挖掘体积的关系:1)冲击射流挖掘体积随着射流靶距的增加而减小;2)冲击射流挖掘体积随着射流流速的增加而增加;3)冲击射流挖掘体积随着冲刷时间的增加而增加,但逐渐趋于平衡;4)随着泥样含水率的增加,冲击射流挖掘体积也显著增加。最后,利用54组试验数据和无量纲分析得到了冲击射流挖掘体积的经验公式,可为射流挖沟以及射流沉桩等海洋工程实践提供参考。     

象山湾港区规划方案泥沙淤积分析

采用平面二维潮流数学模型,对象山湾港区规划方案实施前后的流场进行了数值模拟,并在此基础上运用泥沙数学模型模拟该区域含沙量场的分布,进而对规划方案泥沙淤积情况进行分析。根据数值模拟和分析的结果对规划方案进行了评价并提出建议。研究结果表明,象山港所在海区泥沙运动以悬沙为主,规划方案实施后对该港区的泥沙运移不会产生大的影响;从潮流和泥沙角度分析,该港区规划方案各码头泊位布局合理。根据研究结果建议象山湾的港区码头宜顺岸布置并坚持深水深用、浅水浅用的原则。     

营口港扩建工程泥沙问题分析

通过新的实测资料、潮流数值模拟及以往对营口港鲅鱼圈港区的研究成果,判断该区的水动力条件及泥沙特性,对岸滩演变趋势进行预测,并计算该港区、航道的年淤积强度及淤积量,对红海河口、南堤和北堤外受工程影响造成的冲淤情况进行分析。结果表明,该海区主要以悬移质落淤为主,工程建设后对该区的泥沙运移不会产生大的影响。     

从京唐港大风期骤淤浅议粉沙质海岸建港布置和航道选线

选用已有资料,使用了大风期航道骤淤的概化模型BEDMUD,对京唐港2003年10月的大风进行航道骤淤后报,比对后报结果与实测值,说明该模型是实用可信的,并阐明了已建挡沙堤的作用;根据计算,说明淤积的原因;根据淤积原因并参考国外一些港口建设经验,讨论今后类似粉沙质海岸的港域和航道布置原则。这是一项非生产任务的探索,目的是积累经验并进行学术和工程技术方面的讨论。     

RBF神经网络在黄河口水沙通量研究中的应用

介绍了RBF神经网络的结构与学习算法,并对黄河河口利津断面的实测资料进行归纳整理,以此建立了用于预测利津断面未来年份水沙通量的RBF神经网络水沙预测模型,对水量和沙量进行了仿真预测。结果表明,该模型对水沙预测结果与实际情况符合较好。     

泥沙在驻波条件下的沉降规律

泥沙沉积是海洋和河道中的一个常见现象,沉积后泥沙在表观形态上表现为沙波。文章通过建立二维泥沙沉降模型,研究了驻波场中泥沙沉降的规律,对沙波的形成机理作了初步的探讨。研究发现泥沙直径、水深、波幅、波数均对泥沙的沉降轨迹有重要影响,但是投放位置xo/L为0、0.5和1的泥沙的落地点和初始投放位置之间没有位移,表明了沙波形成与波浪场关系很大。     

河口垂向二维悬沙输移数学模型

针对窄深的潮汐河口建立了沿宽度方向积分平均的垂向二维悬沙输移数学模型,潮流场的模拟采用三维MOHID模型,悬沙对流扩散方程采用Galerkin有限元法进行求解。利用该模型模拟了长江口北槽段潮流输沙过程,计算结果与实测资料较好吻合,表明了该模型能够模拟窄深的潮汐型河口地区悬沙输移过程。     

大连长兴岛海域沿岸输沙率的定量计算及定性分析

根据波能流法,采用SMB公式、徐啸公式和夏都公式对大连长兴岛海域的沿岸输沙率进行了定量计算,并从泥沙来源、海岸地形与地貌方面,对海域的沿岸输沙问题进行了定性分析。综合定量计算与定性分析的结果,长兴岛海域沿岸输沙属于微弱型,对港口建设无大碍。     

淤泥质海岸泥沙运动及进港航道回淤强度数值研究

以连云港进港航道为例,应用波浪、潮流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究淤泥质海岸的泥沙运动及航道回淤问题。鉴于进港航道回淤量是当地海域潮流、波浪、泥沙长期共同作用的结果,建议采用年平均含沙量场进行回淤计算,并在此基础上模拟了连云港7万吨级进港航道的年回淤强度,计算结果与实测资料吻合较好。研究结果表明,所介绍的研究方法可以合理地描述含沙量场特性以及计算进港航道回淤量。