抽蓄工程设计中波浪爬高计算方法优选

抽蓄工程土石坝设计中,波浪爬高是需要考虑的重点之一。由于不同标准、规范及手册中对于波浪爬高计算方法和公式的选用不尽相同,计算成果也略有差别,故设计人员准确理解规范适用条件,并正确选用计算方法和公式极为重要。结合工程实例,对不同规范中波浪爬高计算方法和公式进行了对比分析并提出应用建议。

港珠澳大桥人工岛波浪爬高试验研究

港珠澳大桥人工岛位于珠江外海,工程区波浪较大,在台风季节人工岛会发生显著的波浪爬高,对隧道安全造成影响。通过人工岛护岸断面波浪物理模型试验,研究了人工岛护岸断面各结构参数和波浪破波参数等对波浪爬高的影响规律,并提出了人工岛复式斜坡堤护岸波浪爬高的计算方法。研究表明,对于该人工岛护岸断面结构型式以及试验水位和波浪条件,复坡平台宽度对波浪爬高影响较大,而平台高程对波浪爬高影响不明显;相对爬高值随破波参数的变化主要位于缓变段。经比较,文章提出的波浪爬高计算方法的计算结果与物理模型试验结果数据吻合良好,可为港珠澳大桥人工岛波浪爬高和越浪量预警提供技术支撑。

防淤积型透空式防波堤波浪爬高试验及预测研究

波浪爬高是防波堤堤顶高程设计和预估工程造价的重要影响因素.以防淤积型透空式防波堤为研究对象,采用1∶10的模型比尺,在64组不同工况下开展防波堤的物理模型爬高试验,并记录了不同工况下防波堤迎浪侧的最大波浪爬升高度,探究了防波堤的波浪爬升特征.分别运用多项式回归方法、速度水头方法与M5'模型树算法并结合物理模型试验波浪爬高结果,发展透空式防波堤波浪爬高的预测公式.利用统计参数对3种方法发展的预测公式进行对比分析.结果表明:透空式防波堤背浪侧的波面变化滞后于迎浪侧,其最大波浪爬高小于迎浪侧,防波堤具有良好的消波效果;采用多项式回归方法与速度水头方法发展的预测公式能够在一定程度上实现对防波堤波浪爬高的预测,前者仅考虑了波高而忽略了其他波浪条件及防波堤结构参数对波浪爬升高度的影响,后者对波浪爬高的预测结果与试验值偏差较大,二者在实际应用过程中都存在一定的局限性;M5'模型树算法发展的波浪爬高预测公式利用无量纲参数综合了各项波浪要素以及防波堤的结构参数等,拥有良好的统计指数,能够更好地预测透空式防波堤的波浪爬高,具有较高的实际应用价值.

高防浪墙土石坝波浪爬高对比分析

针对高防浪墙在坝坡坝顶附近由倾斜变为直立的情况,利用数值模拟和物理模型试验的方法对波浪爬高计算进行相互印证。对不同波浪要素、坝前水深工况进行分析,研究高防浪墙对水库波浪爬高的影响。结果表明,同一波浪要素针对不同水库水深时,波浪爬高随着水库水深呈倒抛物线趋势;波浪爬高在水深位于防浪墙直立段与坝坡斜坡段交汇处最大;当墙前水深高于直立段与斜坡段交汇处时,与数模和物模结果相比,规范法计算的波浪爬高偏大。研究结果可为土石坝工程设计时考虑波浪爬高影响的高防浪墙顶高程精细化设计提供参考。

影响库区波浪爬高因素的分析

分析了堤前植物带、护面结构和常用爬高公式对库区波浪爬高的影响,结果表明,堤前种植植物带和增大护面结构空隙率能有效地减小波浪爬高。不同的爬高公式计算结果相差较大,对于重大工程建议采用整体模型试验予以验证。

海堤波浪爬高计算分析与越浪设计准则探讨

用国家堤防设计规范和欧美最广泛认可的van der Meer提出的斜坡复式海堤波浪爬高计算方法,对一系列工程实例计算对比之后,分析了有关影响因素,提出了对后者的修改和使用意见;对用van der Meer法计算的越浪量,与有关实验结果作定性对比分析,提出斜坡复式海堤越浪量计算中存在的问题和对有关公式的修改建议。相关分析表明,从海堤越浪安全和工程建设的角度看,现行规范规定的允许越浪或不允许越浪设计准则不够科学,应根据结构防护和功能要求直接以控制越浪量为设计准则。

不规则波作用下波浪爬高计算方法

通过物理模型试验,研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高,分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律,得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系,并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法,可适用于复杂海堤断面的爬高计算,与40多个实际工程的模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考。

阶梯式海堤波浪爬高影响因素的数值模拟分析

为了研究阶梯式海堤波浪爬高的影响因素,基于质量源造波法建立数值模拟水槽,采用二阶Stokes波的粘性学理论数学模型模拟波浪,分析了堤前水深、海堤坡度、台阶高度以及来波波坦等因素对阶梯式海堤波浪爬高的影响。分析结果表明,阶梯式海堤波浪爬高随着复合参数d/L的增加而减少,随着海堤坡度变缓而减小,而随着波坦的增加先增加后减小;在同一海堤坡度、波坦的条件下,阶梯式海堤波浪爬高随着台阶高度的增大呈减小趋势,在达到最小爬高值后稍有增大;相对平面斜坡式海堤而言,阶梯式海堤对波浪爬高具有明显的折减效果。总体上,堤前水深小、海堤斜坡缓且台阶高度高的阶梯式海堤削减波浪爬高效果好。研究结果可为海岸防浪实际工程应用提供参考。

斜坡堤栅栏板护面波浪爬高数值模拟

以海堤工程中常用的栅栏板护面为例,采用源函数造波法研究了栅栏板糙率对波浪爬高的影响。结果表明:在线性规则波作用下,波浪爬高衰减系数随着斜坡堤坡面糙率的增大而减小,当糙率为0.40～0.50时,波浪爬高衰减系数在0.6～0.7之间变化;当糙率大于0.50时,波浪爬高衰减系数随着斜坡堤坡度的变缓有增大的趋势。当波陡较小时,在相同糙率条件下,斜坡堤坡度越缓,爬高衰减系数越小;波陡较大时,随着斜坡堤坡度的变缓,波浪爬高衰减系数先增后减。

荷兰关于波浪爬高和越浪量的计算方法

介绍了荷兰2002年发布的“堤防波浪爬高和越浪”技术报告。报告给出了复杂断面上波浪爬高和越浪量的计算公式,计算中考虑了前滩、边坡糙率、边坡坡度、平台、波浪入射角以及竖墙等因素的影响。所介绍的计算方法对于我国堤防工程等规范的修订有一定的参考意义。

低桩承台直立结构波浪爬高与越浪量

针对国内规范缺乏直立式海堤波浪爬高和越浪量计算方法的问题,以深圳机场三跑道海堤设计断面为研究对象,通过物理模型试验,研究不规则波作用下低桩承台直立堤波浪爬高与越浪量,分析了波浪周期、堤顶超高、防浪墙挑檐宽度等影响因素与波浪爬高和越浪量的关系。采用最小二乘回归方法拟合,得出直立式海堤波浪爬高计算方法。运用多元线性回归方法拟合,得出直立式海堤越浪量计算方法。将越浪量计算值与试验值进行比较,表明两者具有较好的相关关系。

陡墙式海堤平台对波浪爬高影响

通过物理模型试验研究陡墙式海堤复坡平台高程和宽度对波浪爬高的影响。平台越宽对波浪爬高影响越大,平台位于静水位处对波浪爬高影响最大,并得出了受平台影响的波浪爬高折减系数计算公式,可供工程参考使用。

斜向规则波作用下斜坡堤波浪爬高试验研究

由于海堤结构的多样性,波浪与建筑物相互作用过程十分复杂,波浪爬高是海堤设计中非常重要的因素。归纳总结国内外波浪爬高的研究进展和相关计算公式,通过斜向规则波作用下斜坡堤的物理模型试验,研究了在不同波向角的规则波作用下斜坡堤的波浪爬高,重点分析和讨论波向角β与斜坡堤波浪爬高的关系,得出对于某一测点,在相同的波浪条件下,斜坡堤波浪爬高随着波向角β的增大而减小,对于某一波向角而言,当波高H不变时,波陡H/L越小,则波浪爬高R越大;当周期T保持不变时,波陡H/L越大,则波浪爬高R越大,并提出修正计算斜坡堤规则波作用下波浪爬高公式。

不规则波作用下波浪爬高计算方法

通过物理模型试验，研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高，分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律，得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系，并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法，可适用于复杂海堤断面的爬高计算，与40多个实际工程的模型试验结果对比，具有较好的计算精度，可供工程设计参考。

一种波浪爬高的视频测量方法

波浪爬高的测量是海岸环境监测中的一项重要内容,文中介绍一种采用视频方式测量波浪爬高的方法,并给出波浪爬高时间堆栈图像上端边缘曲线的提取步骤,为进一步求解波浪爬高的相关参数打下基础。

阶梯式海堤波浪爬高试验研究

利用波浪模型试验分析阶梯式海堤的波浪爬高,研究在不同台阶尺寸、水文要素下阶梯式海堤的消浪效果,提出合理的设计应用方案,并得出阶梯式海堤的糙渗系数,可供河口或内河的相关堤防工程设计参考。

反弧型挑浪嘴式防洪墙对削减波浪爬高的试验研究

通过对防洪墙顶部做成反弧型挑浪嘴式对削减波浪爬高的试验研究 ,探讨一种对海滨、水库、湖泊及沿江电厂既安全可靠又经济合理的防浪墙形式 ,以达到降低堤顶高度 ,减少造价。

斜坡堤新型人工块体TB-CUBE的波浪爬高和反射试验研究

针对新型人工块体TB-CUBE在斜坡堤上对于规则波爬高及反射的影响效果,进行试验研究。研究结果表明:波浪爬高随斜坡堤坡度增加呈现先增加后减小的趋势,并随水深增加先减小后增加;同时,堤前反射系数随水深和坡度增加呈现逐渐减小的趋势。依据波浪在新型护面块体TB-CUBE上爬高的相关因素,并以此拟合出波浪在该块体上爬高的经验公式,并与JTS 145—2015《港口与航道水文规范》进行了对比分析。结果表明:拟合的经验公式对TB-CUBE块体的适用性比规范中的计算公式更好。

波群对波浪爬高影响的研究

主要讨论波群对斜坡堤波浪爬高的影响。介绍两种坡群模拟方法及其在试验室的应用。综合斜坡堤上波浪爬高研究成果,重点研究波群对护岸工程中斜坡堤上波浪爬高的影响。

堤防工程设计波浪爬高分析与计算

根据有关规范及资料,综合论述了堤防工程设计时,由风场要素推求设计波浪要素、波浪传播变形及波浪爬高分析计算方法,结合实际工程对不同方法进行比较,提出合适计算方法。