粉沙质海岸航道运维期骤淤防治标准研究

黄骅港处于淤泥粉沙质海岸,港区航道的骤淤防治重现期为10年。黄骅港煤炭港区建成20余年来,其吞吐量逐年增加,作为煤炭枢纽港的重要性进一步凸显。煤炭港区航道进入运维期后,疏浚维护力量得到加强,航道淤积特点也发生一定变化,泥沙淤积资料进一步完善,航道骤淤防治标准具备进一步提升的条件,以加强航道抗风险能力。本文通过对泥沙淤积实测数据的分析,提出除防治航道一次大风骤淤外,需关注连续多频次低重现期大风骤淤,其造成的累加骤淤量不可忽视。根据环境条件变化及淤积特点,提出了黄骅港煤炭港区航道运维期骤淤防治标准,可作为航道备淤深度确定依据,以及其他粉沙质海岸航道运维期骤淤防治标准确定的参考。

射流水平移动速度对冲刷粉沙特性影响的数值模拟

针对在疏浚工程中射流冲刷如何提高产能和降低能耗的问题,进行了数值模拟研究。以中值粒径为0.048 mm的粉沙沙床作为研究对象,基于泥沙冲刷模型建立了移动射流冲刷模型,并结合物理模型试验结果验证数值模拟参数选取的可靠性。该模型成功模拟了垂向淹没射流冲刷沙床现象,并分析了移动速度对射流冲刷深度、产能与比能的影响。结果表明:随着移动速度的增大,冲刷深度及冲沟截面积不断减小;存在最经济射流移动速度范围,使得冲刷产能保持良好的基础上尽可能减少能耗量。研究成果为射流冲刷提高产能和降低能耗提供了理论支撑,最经济射流移动速度范围可用于指导疏浚工程实践。

波浪作用下粉沙悬沙垂向分布多组分模型研究

基于有限长掺混理论及泥沙层化抑制理论,建立波浪作用下粉沙多组分悬沙分布模型,通过水槽实验研究了山东潍坊港粉沙在规则波和不规则波作用下的垂向悬沙分布规律,并利用建立的模型和实验结果进行了比较。研究结果表明:多组分悬沙模型相对中值粒径代表的单组分模型能更好地反映波浪作用下粉沙悬沙垂向分布;对于不规则波,有效波高和谱峰周期作为参数能够获得最优的悬沙分布模拟结果。

粉沙质海岸泥沙问题研究进展

对粉沙质海岸的定义、特点、成因、粉沙的基本特性、粉沙的运移形态、粉沙的运动规律、航道淤积、港口航道布局、建筑物附近的冲刷等研究成果进行了归纳总结和评述,以期对本学科的发展起到一定的引导和促进作用。

曹妃甸粉沙质海岸围垦后港内泥沙研究

粉沙质海岸离岸围垦后港内淤积引人关注。基于平面二维潮流数学模型,采用网格嵌套技术,模拟了渤海、曹妃甸海域潮流场;该海域泥沙为粘性沙,且围垦后港内流速很小,采用悬沙运动数学模型模拟了潮流和波浪作用下正常天气和大风天的含沙量场,分析了大风后含沙量衰减过程,计算了正常天气年淤积强度和大风天泥沙淤积厚度。计算表明,外海泥沙主要通过甸头东侧老龙沟进入港池水域。正常天气下,港内流速小,基本处于淤积环境,但由于外海含沙量小,港池水域年淤积厚度小于10 cm。大风浪作用下,曹妃甸海域含沙量明显增大,由老龙沟进入三港池的泥沙沿程落淤,港内普遍淤积,泥沙淤积厚度在5 cm以内。

粉沙质海岸的泥沙运动和外航道淤积

文章分析了粉沙质海岸泥沙运动特性和粉沙质海岸外航道泥沙淤积特点,针对粉沙质海岸存在的悬移质、推移质和近底流移质3种泥沙运移形态,提出了计算粉沙质海岸外航道淤积的三层模式,并推导了临底流移质淤积计算的实用公式,进而建立了适用于粉沙质海岸外航道淤积的实用公式,并以黄骅港实测资料为依据,计算了黄骅港曾出现的大风淤积,并与实测结果进行对比,结果显示趋势一致、量级吻合,公式可推广应用。

粉沙质海岸波浪和潮流作用下泥沙垂线分布研究

研究波浪和潮流作用下水体含沙量的垂线分布,是解析粉沙质海岸滩面泥沙在波浪和潮流作用下泥沙运移形态的重要基础。通过波浪水槽实验和现场观测资料,揭示粉沙质海岸滩面泥沙在波浪和潮流作用下垂线分布特征,并应用泥沙扩散方程,建立起半理论半经验的含沙量垂线分布公式。

粉沙质海岸泥沙运动和淤积分析计算

介绍了粉沙质海岸的泥沙运动特点,通过理论分析和水槽试验揭示出粉沙质海岸的泥沙淤积物中悬移质和推移质的比例,并提出粉沙质海岸淤积计算的方法。

板结粉沙运动规律的研究

本文对黄河埕岛地区的＂铁板沙＂起动特性进行了研究，通过理论分析及试验研究，根据板结粉沙的特点，提出了＂板结力＂的概念，给出了其起动现律表达式．依据功率模型的概念，通过试验及理论分析，给出了波流共同作用下板结粉沙的输沙率公式．

粉沙质海岸的界定及其泥沙运动特点

将床沙中值粒径d50=0 31mm～0 125mn和d40>0 031mm的海岸定义为粉沙质海岸,指出粉沙质海岸泥沙运动的特点为:泥沙活跃;易悬易沉:运移型态为悬移质和推移质共存,易发生强淤或骤淤。

粉沙质海岸港区航道减淤工程措施研究

通过对唐山港京唐港区附近海岸演变进行调查和分析,结合唐山港京唐港区建港近二十年的现场观测资料,对港区附近的泥沙运动和港口航道泥沙淤积机理进行分析,对2003年10月强风暴潮期间,港口航道发生严重的泥沙骤於进行了研究,为解决港口航道特别是外航道的泥沙淤积问题,提出粉沙质海岸港区航道挡沙和固沙的工程措施,并通过物理模型对挡沙固沙措施的工程效果进行了模型试验。试验结果表明挡沙和固沙工程方案对航道泥沙减淤效果很明显,其中,挡沙方案目前已应用到唐山港京唐港区二期挡沙堤改造、三期挡沙堤的设计和建设工程中,已发挥其挡沙减淤的作用。

粉沙质海岸波流作用下水体含沙量及其垂线分布试验研究

通过长水槽试验和理论分析研究了粉沙在波浪及波流作用下的基本运动特性。根据挟沙水体能量耗散平衡原理,提出波浪及波流作用下水体平均含沙量计算公式;假定泥沙扩散系数沿水深呈线性关系,由泥沙扩散系数和能量耗散相关,提出波浪及波流作用下临底含沙量和垂线分布计算公式,其计算值和实测值基本吻合。

京唐港粉沙质海岸风暴潮骤淤及整治工程措施物理模型试验

分析了粉沙质海岸京唐港附近自然条件,回顾了该港口近20a来的工程实践和探索研究,阐明了风暴潮引起的航道骤淤机理。开发建立了波浪潮流共同作用下泥沙物理模型,首次成功地进行了风暴潮骤淤物理模型复演,并对抵御风暴潮骤淤的挡沙堤整治工程措施进行了试验研究,提出了京唐港航道抵御风暴潮骤淤的挡沙堤布置应采用平行航道的东西挡沙堤平齐的延堤方案基本结论,该方案实施后效果良好。该研究的技术手段及京唐港挡沙堤布置完善的成功经验可为类似工程实践提供借鉴,具有重要的推广应用价值。

粉沙质海岸的工程泥沙问题

粉沙质海岸泥沙活跃,易起易沉,易发生骤淤,曾一度被视为建港"禁区",并成为泥沙研究的"盲区"。文中对粉沙质海岸建港中的工程泥沙问题进行了分析总结。

粉沙质海岸开敞航道回淤计算的统计概化模型

针对粉沙质海岸开敞航道的回淤特点提出了一个计算航道回淤的统计概化模型。用此模型计算了某港粉沙质航道在施工过程中遭遇几次大风后的回淤量 ,并用此港实际测量所得回淤量来验证 ,得出较为一致的结果。因而 ,此模型可用于实际工程计算。又通过此港的实际资料 ,进行了粉沙质航道回淤的统计特性分析 ,为进一步开展粉沙质航道泥沙运动和航道回淤研究提供了一些参考资料。

粉沙质海岸建港的若干泥沙问题

粉沙质海岸泥沙活跃,易起易沉,易发生骤淤,曾一度被视为建港"禁区",并成为泥沙研究的"盲区"。文章在调查研究的基础上,对粉沙质海岸建港中的泥沙问题进行了分析,论述了粉沙质海岸港口的回淤及海床冲刷问题,提出了在粉沙质海岸建港中防冲淤措施及有待研究的问题。

粉沙质海岸港口布置模式探讨

根据近年来粉沙质海岸的港口工程实践和流场数值模拟结果,分析了粉沙质海岸港口发生淤积的原因,指出了波浪掀沙是港口回淤的主要诱因,沿堤水流运动对航道淤积起着重要作用。为了减小粉沙质海岸航道淤积,推荐了粉沙质海岸修建港口的合理平面型式,即栈桥与双堤环抱式布置,同时讨论了已建港口减淤的合理整治措施。

粉沙质海岸泥沙特性实验研究

本研究根据泥沙性质 ,提出了滩面泥沙中值粒径介于 0 0 3mm～ 0 1 2mm的海岸为粉沙质海岸 ,并对其泥沙特性进行了实验研究。结果表明 ,粉沙质海岸泥沙特性除了与中值粒径有关外 ,还与级配有关。当泥沙中粘性细颗粒物质含量较高时 ,其整体体现淤泥质泥沙特性 ,当泥沙中粘性细颗粒物质含量较低时 ,整体体现散粒体泥沙特性 ,其运移形态前者是以悬移质运动为主 ,后者是既有悬移质运动又有推移质运动。对于推移质输沙 ,其输沙率不仅与动力条件有关 ,而且还与泥沙粒径有关 ,在相同的动力条件下 ,泥沙颗粒越细 。

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。

粉沙质海岸航道骤淤期悬移质挟沙力研究

悬移质挟沙力是粉沙质海岸航道骤淤预测的关键性参数,目前缺乏有效的研究成果。通过大尺度波浪水槽对缓坡下的粉沙质海岸骤淤期破波掀沙机理进行试验观测和研究,根据能量平衡原理,建立粉沙质海岸在崩破波作用下悬浮泥沙运动的能量平衡方程式。能量平衡方程式的要点在于波浪所提供的有效能量损耗中,除了传统的底摩擦损耗和悬浮泥沙所消耗的能量外,还应增加崩破波引起的能量损耗。在此基础上提出粉沙质海岸骤淤期悬移质挟沙力公式,并得到试验资料的初步验证。