MIKE21模型在海洋工程研究中的应用

介绍了MIKE21数学模型的数学基础和计算方法,将MIKE21应用于山东省龙口湾人工岛群工程开发对海洋环境的影响研究中,并就其中潮流场的模拟过程做出详细说明。通过与研究区多个站位的实测结果对比显示,计算域潮流场预测结果较为合理,表明MIKE21软件对于此类问题有较高的实用价值。将水动力数值模拟全过程设计成软件包,可使其通用性大大加强,是未来水动力数值模拟发展的方向。

龙口湾冲淤特性对人工岛群建设的响应

龙口市拟建的离岸人工岛群可能将引起龙口湾内冲淤特性的变化及岸线的动态调整。运用MIKE21数学模型模拟了人工岛群建设前后海域潮流场和海底冲淤的变化特征,运用CERC公式计算了龙口湾沿岸输沙率的变化状况,并在以上基础上,分析了龙口湾冲淤特性对人工岛群建设的响应。结果表明,人工岛群建成后,其北侧和西南侧海域以淤积为主,西侧海域以冲刷为主;人工水道内部在西南向大风情况下淤积较为严重;界河口两侧沿岸输沙率差别较大,由界河口来沙和沿岸输沙引起的岛陆间水道的淤积速率约为12.5 cm/a。

胜利埕岛油田海上作业平台插桩分析中的几点误区思考

文章通过阐述多个具体的插桩分析失误案例,结合行业规范及土力学原理,对胜利埕岛油田海上作业平台插桩分析中的几种常见误区进行思考总结,分析了常见误区的类型、产生原因及不利影响,并提出了应对措施,以纠正一些认识上的错误,提高插桩计算分析的准确度。分析认为,因对地层分类不清、岩土性质把握不准、特殊地层认识欠缺、地层均匀性划分不精确、结构与土的互动响应考虑不充分等,而造成插桩分析失误的情况比比皆是,给油田的生产带来了很多不必要的损失。提高勘察质量、采用多种手段勘察、重视地层的均匀性评价、正确评价迭层土强度、插桩过浅时进行平台抗滑移性评价等,可有效减少失误。

海底管道测量声学剖面特征分析

海底管道的位置与埋深测量通常采用浅地层剖面仪等声学手段来实现,由于海管与地层之间的声阻抗差异,会以绕射弧的形态出现在声学剖面中。但当海管埋设于管沟中时,管沟中断棱的绕射与海管绕射易于混淆,给声学剖面图的解译和识别带来困难。基于地震勘探原理,结合浅地层剖面仪的性能、挖沟作业对地层的扰动等,分析了管沟绕射弧的类型与特点、挖沟作业扰动的声学特征等,提出了管沟中海管绕射弧的识别方法。结果表明,正确认识不同类型管沟的绕射、施工扰动产生的绕射等声学特征,才能辨识出海管的绕射现象。实际工作中应根据测量海区的水深、土质、海管属性等多种要素,选用适宜的仪器类型及测量参数。

侧扫声呐探测原理及其在海管悬空治理检测中的应用

根据悬空海底管线治理后的水下结构特点,主要可分为非透空式和透空式两类,其在侧扫声呐探测图像上有着各自不同的反射特征,据此原理可采用侧扫声呐探测方法进行悬空海管治理效果的检测与评估。通过对实际工程中不同治理方式下悬空海管的声呐探测图谱进行总结与分析,揭示了采用侧扫声呐进行悬空海管治理检测的声学解译方法及应用效果。悬空海管在治理前,管线下方与海底面之间的空隙反映到声呐图谱上,表现为管线强反射与声学阴影区之间存在海底面透空反射。如果采用"拋填砂袋结合覆盖层"等非透空式方法治理,由于空隙被填充,声呐图谱上的透空反射会消失,且管线强反射图像会粗化,呈现颗粒状;如果采用"水下短桩支撑"等透空式方法治理,在声呐图谱上只是增加了水下短桩的反射特征,而声学透空反射仍然存在。

具桩靴自升式钻井船插桩过程有限元模拟研究

在评价具桩靴自升式钻井船的插桩深度及承载力时,包括浅基础、桩基础在内的多种计算方法均有各自的适用条件和局限性。应用有限元数值模拟方法,分别研究了桩靴在均质黏土和均质砂土中贯入一定深度时的地层响应情况,取得了桩靴贯入过程中地基土破坏形式、荷载影响深度、不同公式的适用性等多方面认识。在均质黏土中,随着插桩深度的增加,地基土先后经历了整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏三种破坏形式;在均质砂土中,地基土的破坏形式主要表现为整体剪切破坏。插桩荷载的影响深度约为3倍桩靴截面宽度。浅基础公式的计算结果与有限元模拟成果更为接近。

任意海区海底泥温设计参数的推算方法研究

为解决离岸海洋工程设计所需的海底泥温参数获取困难及精度不高等问题,运用一维热传导方程和耿贝尔极值I型分布方法,分析了中国科学院大气物理研究所(The Institute of Atmospheric Physics,IAP)发布的IAP全球水温场资料,探讨了任意指定海区海底面以下不同深度不同重现期的泥温极值推算方法。将逐月推算结果与渤海某站历史实测资料进行相应对比,在秋冬季差值为0.16～1.04℃,春夏季差值为0.96～2.47℃;将1～100a不同重现期的泥温极值推算结果与辽东湾某油田区块的实测值回归统计分析结果进行对比,当正态分布函数<0.2时,其分组差值数为-0.45～1.55℃。应用此方法推算海底泥温设计参数,不受资料实测限制,可应用于全球绝大部分海区。

曹妃甸工业区建成后甸头周边海域的冲淤演变

通过对比曹妃甸工业区建设前后的水下地形变化,可以了解其水沙运移规律和冲淤演变趋势,进而评价滩槽的稳定性及其对工程的响应。2006年和2012年的水深测量显示,曹妃甸深槽稳定性良好,在建设方案完成后,人工疏浚引起的地形下切幅度较大,范围分布在一号港池及周边、甸头深槽局部和东南海底拐点北侧海域。疏浚施工起动的海底泥沙作为主要泥沙来源,和自然冲刷来沙一起淤积在周边或沿岸海域,其中甸头东侧岸坡的少量泥沙向西沿岸输送并落淤在沿途,甸头西侧岸坡的泥沙主要堆积在一号港池西南侧防波堤根部。

渤海湾北部表层沉积物的物理力学性质

利用在渤海湾北部取得的大量海底表层样、原状箱式样和柱状岩心样品,通过现场十字板剪切试验和室内土工试验得出研究区海底表层土的各项物理力学性质和抗剪强度指标。研究表明,研究区的表层沉积物主要有砂—粉砂—黏土、黏土质粉砂、粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、砂及砾砂7种。根据表层沉积物的不排水抗剪强度,发现研究区中部表层土的抗剪强度明显大于周边区域。

宗海图中海岸线的选择与界址点的综合处理

宗海图的绘制要根据用海事实准确界定用海范围。现实往往以岸线为宗海的部分边界,因此海岸线对宗海图有重要影响,它不但能够直观的显示宗海位置,也直接影响界址点的规划选取。对于顺岸用海项目,海岸线就成为宗海图的界址线。由于海岸线具有不确定性,因此给界址点的规划带来优化的可能。文章结合具体实例,在海岸线的选取以及如何优化选取海岸线上的界址点等问题上进行了探讨。通过限制海岸线界址点上的方位角和距离两个形变参量,可以有效地简化岸线上冗余的界址点。利用EXCEL软件的公式编辑功能,能够方便快捷地实现控制形变参量的岸线界址点简化。

基于AT89C51的倒车防撞预警系统的设计

介绍了一种以AT89C51单片机为主控芯片,基于超声波测距原理,能实现倒车防撞报警功能的系统,并提出了系统硬件和软件的设计方法。各功能电路采用集成芯片,减小了信号的相互干扰,提高了精度。该系统的最大测距误差不超过1cm,测距范围为10cm～300cm,满足了倒车雷达的要求。

南黄海浅部埋藏古地貌的特征、分布及其工程影响

高分辨率浅地层剖面资料显示,南黄海浅部大范围存在有埋藏古河道、埋藏古三角洲、埋藏古湖泊和埋藏古潮流沙脊等古地貌形态。根据声学反射特征可将这些埋藏古地貌进行识别,获得其类型、成因、分布、内部组成、外部形态及与周围地层接触关系等多方面较为详细的认识。同时,埋藏古地貌是一种海洋地质灾害现象,对海洋工程有着直接或者间接的影响。

系泊式海洋工程设施的用海范围界定

为提高我国海洋工程项目用海的管理水平,进一步完善现有相关规范,文章分别以浮标、浮式生产储卸装置、浮式风力机和线形悬浮结构物为例,探讨系泊式海洋工程设施的用海范围界定。研究结果表明:科学合理地界定系泊式海洋工程设施的用海范围,须综合考虑结构物本身特点及其所在环境等因素,注重设置适当的安全距离,并简明标示相关结构物的垂向用海范围。

内河信息无人化协同采集三维显示系统研发

内河通航水域水上水下地理信息的掌握,对于航运管理、通航安全保障、航道整治维护十分重要,以无人机、无人船、水下机器人等为载体的无人化信息采集手段,在内河水域的应用也愈加广泛与成熟。为保障各个无人载体间同步、协同采集作业,避免相互干扰影响,保证覆盖率和采集效率,基于远程通讯、三维地理信息、空间数据库等多种技术,开发了内河信息无人化协同采集同场景三维可视化显示系统,实现了内河航道信息与无人化载体跨域协同作业过程的三维可视化,以及内河航道设施服役状态的全方位立体化实时呈现。系统不仅可用作现场作业时的任务管理,也可用作为采集后的成果展示。

化工污水污染治理措施研究

到目前为止,化工行业的发展水平已经变成评估一个国家整体国力的关键标志之一。不过,在大力发展化工行业的同时,也应该看到化工企业对环境造成的严重污染,伴随着经济的发展,化工污水的污染治理也迫在眉睫,本文正是针对化工污水污染综述了一些简单有效的化工污水治理措施,以期为相关企业污水处理工作提供参考。

深远海工程调查作业保障体系探讨

深远海海洋工程活动需要在手续齐全、批文合法的条件下开展作业,但因其面临更为复杂的环境和挑战,建立健全调查作业保障体系十分必要。文章通过分析深远海工程调查作业的类型、特点、需求等,探讨了其保障体系的内容组成,并对船舶及装备保障、组织及人员保障、远海通信保障、调查实施方案保障、质量管理和控制保障、HSE保障、应急预案保障进行了具体的阐释。通过实际调查作业的示例,进一步说明了深远海工程调查保障体系的构建方法和流程。深远海工程调查作业开始前,构建完备的保障体系,是调查作业能够顺利开展与完成的重要前提。

南海北部海域油气勘探保障建设选址适宜性研究

为分析南海北部海域油气勘探保障建设选址的适宜性,在广泛研究备选区特征资料的基础上,基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)原理,以自然环境因素、开发环境因素、基础设施与投资情况以及其他因素作为一级评判准则,建立了包括12项二级评判准则的递进层次结构模型,并以永兴岛、赵述岛和晋卿岛作为3个假定备选区,来验证分析评价模型的有效性和可靠性。AHP评判结果显示,3个备选区的整体优劣指数依次为0.5871,0.2121,0.2008;AHP模型的一致性比例CR值为0.0203。通过分析和筛选影响远海油气勘探保障建设的选址因子,构建基于AHP原理的选址评价模型,可用于分析评价南海北部岛礁油气勘探保障建设选址的适宜性。

合理开发利用阜新县地下水资源初探

调查辽宁省阜新县地下水资源概况及开发利用的现状，分析了存在的主要问题，针对该地区绕阳河支流朝阳寺流域地下水资源情况，提出了合理开发利用地下水资源的办法。

瞬变电磁法在探测浅埋煤层顶板富水性中的应用及疏放治理

文章基于红柳林煤矿5-2煤采区生产受其顶板上覆延安组和直罗组风化岩水害威胁,以15205工作面顶板水文地质条件为工程背景,采用瞬变电磁法探测技术对该采面顶板主要含水层的富水性及含水构造进行探查,圈定了两处富水异常区,为下一步矿井防治水工作提供参考依据。