近海工程沉桩振动对邻近埋地管道影响的数值模拟和现场监测

为探究沉桩振动对邻近埋地管道安全性的影响,在基于ABAQUS平台数值建模计算和工程现场监测的基础上,就近海工程沉桩振动对邻近埋地管道安全运行可能产生的影响进行了建模探究与比对。研究表明,埋地管道周边质点振动速度峰值和管道位移这两个要素对埋地管道的影响最为直接显著。在此基础上提出了实际工程条件下近海埋地管道在沉桩振动施工下的安全控制标准:埋地管道质点振动速度控制标准为30 mm/s,埋地管道邻近土体水平位移控制标准为10mm。该控制标准在实际工程中取得了良好效果。     

长江口启海港枯季悬沙浓度的特征分析

分析2012年枯季启海港海域的实测水文泥沙数据,得到如下结论：该港区海域的悬沙浓度与流速成正相关关系;悬沙浓度的峰值一般出现涨、落急后。港区海域悬沙浓度在垂向上分布为：斜线型、准直线型和混合型,近岸水域的泥沙在中上层运动紊乱,离岸水域的泥沙紊乱则集中在下层。盐度对泥沙的再悬浮作用起一定作用,在流速较大时,底部悬沙浓度变化幅度很小,最大含沙量出现在中层。     

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.     

基于对数线性流速分布的含沙量垂线分布

为解决河口海岸地区非恒定流条件下的流速剖面常偏离传统的对数流速分布问题,以对数线性流速分布为基础,推导出动量交换系数,并基于扩散理论得出含沙量垂线分布公式。利用长江口及杭州湾金山海域各层含沙量实测资料对含沙量垂线分布公式进行验证,结果表明,该公式不仅克服了Rouse公式表面水体含沙量为零的缺点,而且在整个水深上与实测含沙量吻合得更好,能够较好地反映河口海岸地区含沙量垂线分布特征。     

有闸分汊河口的水动力模拟

将水工建筑物的过流公式离散成与Saint-Venant方程离散式相同的格式，用节点水位控制法建立了能应用于有闸分汊河口水动力研究的一维河网数学模型。计算表明，增长导流墙和减少闸下淤积能减小导流墙末合流处的横向水位差，从而减小合流处的横向流速，调顺水流方向，消减导流墙两侧水流的相互顶托。计算所得的分流量及分流比能为枢纽的合理布局，包括闸孔尺度及其数量，提供依据，模型还可根据水利枢纽实际要求，提供闸门调控设计。     

王港河口污染物排海扩散规律——以氨氮扩散为例

沿海地区污染物排放对近海水环境影响较大。本文通过建立平面二维水动力模型和污染物扩散模型,以江苏沿岸主要污染物氨氮为例,对王港河口地区水动力条件和污染物扩散进行了模拟。模拟结果显示,在污染物排放点水深小于10m时,涨潮时排放污染物的扩散、稀释作用较落潮时排放更明显,10m水深以上排放点可以不考虑涨落潮影响;受大丰港等沿岸建筑物的影响屏蔽作用,1m水深位置涨潮时排污污染物滞留最明显;随着排污位置水深增加,污染物扩散效果明显,在水深10m位置扩散作用有明显增强。模拟得出在考虑污染物影响范围的条件下,排污位置点选择10m附近较合理。     

珠江三角洲一维河网非恒定流悬沙预测模拟

在河网水流三级联合解法的基础上,利用“节点含沙量控制法”,假设节点处冲刷和淤积较小,所有节点的含沙量控制方程可以通过输沙量守恒方程用矩阵形式写出,求解该不规则的稀疏矩阵方程组,得到所有节点处的含沙量;单一河道断面处的含沙量通过单一河流悬沙输运的求解方法获得,从而建立珠江三角洲全流域悬沙预测模型,并用实测资料对该模型进行了率定和验证,验证结果良好．     

粗糙度对水平热水浮射流影响特性研究

采用物理实验和数值模拟方法,研究不同粗糙度的矩形断面明渠,横向水平浮射流特性;以期对浮射流和主流的相互作用、浮射流横向扩展规律、粗糙度对二次流强度的影响、粗糙度对浮射流横向扩展距离的影响有深入认识。为了更加充分验证分析的正确性,对动量方程进行简化,得到沿水深方向积分后的解析解;进而详细阐述粗糙度对二次流强度的影响。研究表明,随着粗糙度增加,横向水平浮射流扩展宽度减小;且随着排水口淹没水深减小,粗糙度对热水浮射流横向扩展宽度的影响不断减弱。不同粗糙度对二次流强度影响不同是造成上述现象的主要原因。该成果可用于不同粗糙度河槽的温排水问题的研究中。     

松花江洪水对嫩江顶托特性的数值模拟研究

为研究松花江洪水对嫩江的顶托规律,基于二维非结构化网格水动力模型MIKE21-FM进行了不同来流量级、不同汇流比条件下嫩江和二松交汇区水流运动数值模拟。突出分析了典型区域水位和水面比降的变化特性,探讨了嫩江受二松顶托的几个主要因素。结果表明,嫩江大赉站水位随嫩江来流量增加而增加,随汇流比增加而减小。嫩江水面比降随汇流比增加而增加。来流量、汇流比、河道坡降和距离等因素均会对顶托作用产生影响。今后应重点关注该区域洪季大流量且汇流比较小情况下的水情预报及防洪调度工作。