整治工程影响下大清河航道水流泥沙冲淤分析

基于实测资料对大清河航道的水动力及泥沙特征进行了分析,从水流连续性方程,泥沙运动方程出发,建立了水动力泥沙二维数学模型,在此基础上对典型水沙条件下河道内水流、泥沙运动、航道选线及淤积预测进行了模拟研究。重点分析了工程整治后河道内流态、地形变化对航道冲淤的影响,对航道整治工程进行了评价。研究表明,大清河泥沙运动主要受径流携带的泥沙,河道地形影响,航道工程整治后仍保持上冲下淤的态势,水流归槽效应是航道主槽淤积的主要因素。     

大丰港深水航道潮流泥沙数值模拟

深水航道开挖后回淤问题一直困扰航道建设和港口发展的突出问题.建立大丰港深水航道水沙数学模型,通过实测资料对模型进行验证,研究深水航道实施后的潮流泥沙运动规律,分析流场特征和航道淤积分布,探究航道在极端天气下骤淤情况.得到如下结论:航道内水流流态平顺;航道年回淤强度为0.31～1.93 m/a,年平均回淤强度为1.32 m/a,总淤积量为1199.2万m3;极端大风条件下,航道7 d平均回淤强度低于0.10 m,辐射沙洲的掩护作用以及航道内水动力较为强劲,且主流向与航道轴线基本一致,航道并未出现严重的碍航骤淤现象,但应注意大风带来的局部航段回淤问题,尤其是与航道交角较大的风向给航道淤积带来的影响.     

洪湾渔港工程潮流泥沙的输运特性

洪湾渔港工程地处珠江出海口,由于常年受径流携带的水沙、外海潮汐动力的影响,该位置的水动力条件十分复杂。依据流体动力学理论,以多年的水文地质资料为基础数据,数值模拟了洪湾渔港规划方案实施后河道流场、流速的变化以及泥沙淤积情况,并根据计算结果提出了优化方案。结果表明:工程实施后,河道的流速和流向影响较小,进港支航道的平均回淤强度较大,最大淤积部位在口门附近,厚度为0.92 m,可通过大范围开挖港池出口和砌筑短丁坝来优化方案。     

建闸河口整治工程与河床演变特征研究

建闸河口整治工程引起的河床演变调整十分复杂.基于验证好的潮流、泥沙输运及河床演变模型分析了双龙河口整治一期工程和二期工程后水动力和河床演变的响应特征.结果表明,闸下河道水动力变化和河道冲淤分布与局部浚深拓宽及纳潮量增加有密切联系.若仅对河道上段局部河道进行整治,浚深拓宽段的涨落潮不对称现象加剧,局部产生回流区.若以固定坡降对整条河道进行整治,则涨落潮流速显著增加且不对称性减小.纳潮量增加在工程初期会引起口门段冲刷,而局部拓宽段会因流速相对减小而产生淤积,特别是在回流区淤积严重.因此为延长工程寿命,尚需辅以定期开闸放水和局部清淤等措施.     

建闸河口整治工程与河床演变特征

建闸河口整治工程引起的河床演变调整十分复杂.基于验证好的潮流、泥沙输运及河床演变模型分析了双龙河口整治一期工程和二期工程后水动力和河床演变的响应特征.结果表明,闸下河道水动力变化和河道冲淤分布与局部浚深拓宽及纳潮量增加有密切联系.若仅对河道上段局部河道进行整治,浚深拓宽段的涨落潮不对称现象加剧,局部产生回流区.若以固定坡降对整条河道进行整治,则涨落潮流速显著增加且不对称性减小.纳潮量增加在工程初期会引起口门段冲刷,而局部拓宽段会因流速相对减小而产生淤积,特别是在回流区淤积严重.因此为延长工程寿命,尚需辅以定期开闸放水和局部清淤等措施.     

东壁岛围垦对元洪港区潮流及泥沙淤积影响的数值模拟

利用所建立的具有动边界的福清湾潮流数学模型，研究了东壁岛围垦前后元洪码头前的潮量及流速变化，并采用工程泥沙方法估算了元洪码头前的泥沙淤积强度。研究表明，在元洪码头前250m范围以内，围垦后的流速较围垦前略有减小，围垦所引起的泥沙淤积强度为0.05m/a。     

沙质海岸河口航道回淤计算方法及其应用

从沙质海岸的水流泥沙运动基本理论出发,提出了沙质海岸河口泥沙回淤计算模式,推导出了适合闽江通海航道挖槽回淤计算的稚移质输沙率公式和悬移质回淤强度计算公式,利用该公式计算闽江口二期航道回淤的结果与实际情况一致。对闽江口深水航道回淤进行了预报计算。     

胶州湾潮滩整治工程对潮流泥沙影响及冲淤预测分析

潮滩开挖后回淤问题一直困扰航道建设和港口发展的突出问题,为探究胶州湾北部海湾整治工程在不同开挖方案下潮流场分布情况,本研究通过对胶州湾北部海域进行潮流数值模拟,基于二维平面不可压缩雷诺平均纳维埃-斯托克斯（Navier-Stokes）浅水方程,对比分析两种潮滩开挖方案对航道水动力条件及冲淤变形影响。研究结果表明,工程疏浚后,开挖区及附近海域涨潮流作用明显增强,落潮流深槽流速降低,产生进水加速,出水缓慢的效应,方案二涨潮流作用增强而落潮流减小效应大于方案一。工程完成以后,开挖区有所淤积,方案一潮滩开挖区年平均淤强约15.6cm/a, 方案二约为19.0cm/a,淤积强度由深水区向浅水区逐渐增加,工程疏浚产生的涨潮流增强、落潮流减弱的效应将使淤积加速。     

江苏辐射沙洲小庙洪水道深水航道冲淤观测分析

吕四10万吨级进港航道为江苏辐射沙洲首条人工开挖深水航道,关于其建设环境、冲淤特点的研究分析对整个辐射沙洲建港都有重要意义。根据对吕四进港航道实测水文、泥沙及地形资料的分析表明:正常天气下航道竣工后月平均淤强约为0.05 m,淤积原因主要为航道疏浚后过水断面增加造成航槽内流速有所减小,使进入水体的浅滩细颗粒泥沙在航道内落淤。但由于深槽区域航道段潮流动力条件较强,泥沙难以大量落淤,从而使得航道整体淤强不大。     

长江口横沙浅滩挖入式港池方案泥沙回淤估算

针对横沙浅滩挖入式港池建设和维护中核心的泥沙回淤问题,本文采用海港水文规范、底切应力公式和纳潮总量估算等多种不同方法对横沙挖入式港池规划方案中的港池和外航道泥沙回淤问题进行预估,其结果较为一致.若港池出口位于-7 m泥沙浓度0.3 kg/m3的区域,港池年回淤量约为2 000万～2 200万m3,平均回淤强度约为0.3～0.4 m/a;外航道平均淤积强度约为0.3～0.4 m/a,年回淤600万～1 200万m3.且回淤分布主要集中在近靠港池口4～6 km的区域.计算表明,港池口若设于泥沙浓度更低的深水区域,泥沙回淤将显著降低.     

崇启大桥建成后流场变化及溢油的数值模拟

应用三维河口海岸海洋数值模式ECOM,加入油膜计算模块,研究长江河口北支崇启大桥建成前后水域流场的变化和主跨航道处溢油事故发生后油膜面积、厚度的变化和漂移轨迹.结果表明,大桥建成后对流场的影响主要在桥洞和桥墩处,其余地方随离桥距离的增加而减小.在主跨处,流速最大增大了约48 cm/s,桥墩处流速减小,而局部地形的改变也减小了南岸上游点的流速,并改变了靠近南岸点的流向.在东南风4 m/s情况下, 大潮落潮时油膜随落潮流向北支口下游漂移,面积扩大,厚度减小,至第6 h油膜已扩散至北支口门;涨潮时油膜随涨潮流沿北支北侧向上游漂移,至第6 h到达新春沙中段.此外,风向的变化对油膜漂移轨迹和污染程度影响十分明显.     

辐射沙脊小庙洪水道口门形态演变及其水动力机制研究

 近40年来地形资料对比显示,小庙洪水道口门段存在北淤南冲的演变趋势,口门段北水道深槽不断萎缩直至消失,南水道则充分发展。通过对实测水文资料分析和所建立的潮流数学模型,从动力的角度阐述了小庙洪口门各水道多年来冲淤变化的机制。研究表明小庙洪水道是受潮流控制为主的潮汐水道,水道近年来之所以表现出南冲北淤的状态,与口门水道内部潮流的性质有很大的相关性。北水道呈涨潮水道性质,中、南水道表现出落潮水道性质。南、中水道断面输沙量为净泄,北水道断面为净进,水道口门段悬沙存在“北进南出”趋势,悬沙运移的趋势与近几十年来小庙水道北水道淤积、萎缩;南水道冲刷、发展的态势相符合。     

大丰港匡围工程对潮流泥沙影响的模拟研究

建立了大丰港临近海域平面二维潮流泥沙数值模型,模拟计算了研究区域大小潮特征时刻的水沙空间分布特征。模型利用实测数据进行验证,计算结果与实测潮位、流速、流向及含沙量数据吻合良好。在模型验证良好的基础上,模拟围垦工程建设前后周围流场和悬沙场的变化。研究发现:围垦工程使得工程向海一侧流速减小。对于悬沙浓度,涨急时刻工程北部含沙量减小,落急时刻工程向海测含沙量增大。     

分汊河道近底水流特性试验研究

近底水流结构是影响泥沙起动、床面变形以及航道整治建筑物稳定性的直接因素.以长江中游武汉天兴洲段这一典型分汊河道为原型,开展物理概化模型试验,通过对比纵横向测点的流速差异,分析分汊河道近底流速分布特性以及近底水流脉动变化规律.结果表明:河床地形对近底水流时均流速有一定的影响,分流区内时均流速沿横向分布较为均匀,而汊道段时均流速沿横向和纵向上分布均有波动,总体上河床高的地方流速大,且与测点处的水深呈负相关;脉动强度与该点处时均流速之比称为相对脉动强度.江心洲逆坡段的滩槽交界区域水流结构复杂,相对脉动强度大,在平直的滩顶段则是滩面处的相对脉动强度最大.     

长江口整治工程对河口潮流的影响

采用沿水深积分的平面二维非定常流数学模型对长江口整治工程进行流场数值模拟,讨论了整治工程实施后不同的典型水文条件（平水年、洪水年、大潮汛）下沿江水位、流速、各叉道流量的变化。结果表明,工程后南支上段的徐六泾深槽落潮流速加大,长江流流稳定北偏进入白茆沙北水道;南支下段沿南岸一线的落潮速均有增加;长导堤固定了浏河沙,从根本上防止新浏河沙体的整体南压;南北港的分流比变化不大;北槽在工程后除局部区域外,全     

丁坝群间取水建筑物局部流场及其冲淤变形的试验研究

本文结合黄河宁夏某河段丁坝群间设置取水建筑物的工程实际,采用正态动床模型,研究了丁坝群掩蔽条件下取水建筑物附近的流场特性及其局部冲淤变形规律.研究表明,丁坝群间设置取水建筑物,其局部流态及冲淤变形主要受到丁坝间回流及坝后扩散主流的控导.现状条件下,取水建筑物前流态不受回流的影响,回淤泥沙不危及取水安全,而扩散主流顶冲取水建筑物,形成较大局部冲刷;设置上挑式淹没构筑物,可极大减轻局部冲刷,比较了几种上挑式减冲设施,得到了较优化的体型及上挑角;合理下延上丁坝可有效发挥丁坝对水流的控导作用,既可形成有利的取水态势,又可减小顶冲作用,有效缓解局部冲刷.研究成果可为类似的工程实际提供参考.     

河口形状对最大浑浊带形成的影响

利用改进的ECOM模式和耦合进的悬沙输运模式,通过设计一个平直和喇叭形理想河口,研究河口形状对最大浑浊带的影响.在滞流点处存在着最大浑浊带, 中心位于南岸, 从动力机制上揭示了最大浑浊带形成的原因.与平直河口相比,喇叭形河口因口门内河口变宽,使得表层向海的流辐散而流速减小,从而造成喇叭形河口段盐水入侵加剧,进而造成底层向陆的密度流及其向西流动的距离增加,盐水在平直河道内向西入侵的距离增加.喇叭形河口悬沙浓度减少,但存在着两个最大浑浊带.一个在平直河道段,因滞流点上移,而相应向上游移动,另一个在喇叭形河口段南岸,主要是由挾带悬沙的径流受科氏力的作用向南岸偏转以及底层横向环流向南岸输送高浓度悬沙造成的.河口形状对河口环流、盐水入侵和最大浑浊带的影响明显.     

长江口拦门沙航道(北槽)回淤分析

北槽是长江四个出口之一.在拦门沙有8公里长的航道水深不足,1984年进行了疏浚.资料表明:挖槽航道内,大潮冲刷,小潮淤积.在洪季小潮时,滞流点移向挖槽段下游.由于絮凝和扩散作用,河流带下的泥沙沉积在滞流点向陆一侧的挖槽段内.在枯季小潮时,滞流点移到挖槽段上游,但密度水流把横沙东滩串沟和九段沙下泄的泥沙推到上游,那里的切力小于临界冲刷切力,淤积的泥沙不能再一次悬浮.这样,淤积的位置与每一潮的涨潮水流搬运泥沙之距离有关,因此实际的回淤地点一般与洪季小潮时回淤相同,均发生在相对较短的挖槽段内.     

北仑河口潮汐汊道稳定性的环境影响因素分析

在自然条件和人类活动的双重影响下,处于中越之间的北仑河口潮汐汊道稳定性问题备受关注。本文基于历史资料与最新的调查结果,分析总结了影响河口潮汐汊道的各类环境因素。自然因素方面,汛期暴雨洪水及其携带的泥沙对塑造河口潮汐通道以及地貌形态起到重要作用;多次调查结果显示,非暴雨时期河口的含沙量较小,潮流动力不强,余流流速不超过10 cm/s;平水期和丰水期的常浪向以及强浪向均为南向波浪,对河口中国一侧浅滩有不利影响;风暴潮增水有利于河口西侧淤积、东侧侵蚀。人为干扰方面,由于越南一方大量开展水利、围垦、造堤连岛等工程建设,局部改变了河口水流流向,尤其是在竹山港西面,主航道深水线偏向中国一侧,这种情况短期内已无法扭转;来水来沙减少、人工采砂以及红树林滥砍滥伐加剧了中国一侧河槽、岸滩侵蚀。维护北仑河口潮汐汊道的稳定性是中越两国合作共赢的共同选择。