滴水湖夏季环流的三维数值模拟

利用改进的ECOM三维数值模式,计算夏季滴水湖由河流驱动的吞吐流、海表面加热产生的密度环流和风生环流,以及三者综合作用下的总环流．由河流驱动的吞吐流主要出现在河流进水和出水的连线上,并在湖中出现涡流．由湖表面加热产生的表层密度环流在两深潭处出现气旋式的环流,东侧的范围比西侧的大,中层和底层的流速减小．表层风生流在湖的中央为大致流向西北的弯曲流动,在大弯曲的地方一侧出现涡流．为满足质量守恒,底层出现与表层流向相反的补偿流．总环流在表层基本上为朝西北的流动,在底层同样出现向东南的回流,主要是由风应力驱动的．在总环流中河流驱动的吞吐流受逆风的作用,出现在中下层．

港珠澳大桥岛隧工程沉管基槽开挖回淤强度研究

通过分析港珠澳大桥沉管隧道附近水沙条件及沉管开挖位置试挖槽回淤特征及影响因素,利用二维潮流及泥沙扩散数学模型模拟了沉管开挖前后水流变化及疏浚船舶施工溢流泥沙扩散淤积分布,综合考虑疏浚溢流因素及自然泥沙回淤因素,结合回淤公式对沉管基槽开挖回淤进行了分析研究和估算,结果显示挖槽后沉管基槽开挖位置流速减小40%～60%,流向更偏向垂直于挖槽基线;疏浚溢流泥沙扩散呈"窄条"型分布,泥沙扩散0.005 g/L浓度线最远范围不超过2 km,溢流泥沙主要沉淤至槽底内,两侧边坡也有所淤积,淤强低于挖槽底部。通过计算,基槽开挖后年淤积强度1.3～2.8 m/a。

长江口横沙东滩建港水动力泥沙环境三维数值模拟

横沙东滩是横沙岛东侧的大型水下浅滩,与崇明东滩、九段沙同为长江河口拦门沙地区的3大浅滩之一;长期以来位置和海床均十分稳定,是建设挖入式港池的理想区域。利用三维潮流泥沙数学模型从水动力、泥沙输运角度对长江口横沙浅滩建设挖入式港池方案进行数值模拟研究,分析了工程前后潮流泥沙变化,为横沙东滩建港及影响分析提供科学依据。

长江口12.5 m深水航道利用边坡通航的方案

长江口深水航道是大型海船进出上海港主要港区和长江下游主要港口的重要航道。随着大型集装箱、邮轮、散货船在北槽深水航道有限的宽度内通航矛盾日益突出,对深水航道的稳定运行与上海港的日常运营造成极大的影响。在分析长江口现有通航船舶特点及矛盾焦点的基础上,结合长江口航道资源分析,探讨利用长江口深水航道边坡进行超宽船舶交会的可行性及其优势,并提出相关实施措施。该方案是提高长江口12.5 m深水航道资源利用率,贯彻落实供给侧改革,适应"长江经济带"和"一带一路"两个重大国家战略、推进上海国际航运中心建设的有效措施。

长江口北槽深水航道水沙输运特征三维数值模拟

基于长江口北槽实测水文观测资料,利用三维水流泥沙数学模型对北槽内盐水楔、水流及泥沙输运特征等进行模拟分析。结果表明:北槽中段泥沙表、底层差异明显,垂向分布不均匀,受盐水楔影响,泥沙更容易在中段聚集;泥沙北槽内输运距离较长,1个落潮过程难以输出北槽,在反复输移中跨越航槽几率大大增加,尤其北槽中下段涨转落低流速时段较长,底部含沙量较高,易形成航道回淤;输出北槽的部分泥沙水体可能在旋转流作用下经九段沙及南导堤重新回到北槽,累积循环,成为北槽内含沙量较高的重要原因。

长江口南北港分汊口河势控制工程及实施效果研究

南北港分汊口采用新浏河沙护滩及南沙头通道限流潜堤工程控制河势,既是长江口最复杂的分汊口河段整治工程组成部分,又为长江口综合治理和长江口深水航道逐步延伸至南京起到关键性作用,其治理思路、方案及工程经验均值得借鉴。论述了新浏河沙护滩及南沙头通道限流潜堤工程治理思路及方案研究过程,并根据最新资料分析了工程的整治效果,总结了工程特点及经验,可供相关类似工程借鉴参考。

长江口12.5米深水航道南坝田挡沙堤加高工程总平面方案研究

长江口12.5米深水航道2010年贯通后,发挥了巨大社会经济效益,同时航道回淤量大、维护压力大、维护费用高的问题突出。本研究基于北槽四边界水沙通量观测成果,分析提出了北槽航道回淤泥沙来源;针对回淤原因,在已建减淤工程经验总结的基础上,提出了本次减淤的研究思路,优化了减淤工程方案的比选指标体系;采用三维潮流泥沙数模、清水动床物模、经济技术综合分析等手段,通过“加高范围”、“加高高程”及“加高位置”比选,研究推荐了减淤工程方案。利用实测回淤量分析了工程减淤效果。研究结果表明,南导堤越沙是洪季北槽的重要泥沙来源,对北槽高浓度含沙量场有一定贡献。提出了可通过加高北槽南侧的导堤,实现减少通过南导堤越堤进入北槽的泥沙量,从而减小北槽含沙量水平,同时改善北槽下段流态,降低水沙横向输移,进而降低航道回淤的减淤思路。研究推荐的长江口12.5米深水航道减淤工程为南坝田挡沙堤加高工程及先期工程方案。先期工程位于S4~S9丁坝坝田,在现有南坝田挡沙堤的基础上加高S4~S8区段,并延长至S9丁坝,工程全长约23.8 km,高程+3.5 m。工程于2015年11月开工建设,2016年7月主体工程完工,工程减淤效果显著,2016—2018年年均减淤量约954×10^5 m^3/a,近三年已节省航道维护疏浚费用约5亿元。

“韦帕”台风连云港海域三维潮流、泥沙数值模拟

大风天航道骤淤是连云港海域深水航道建设的关键问题之一。采用三维风浪、潮流及泥沙数学模型,对"韦帕"台风期间连云港海域的风浪、潮流及泥沙进行了模拟研究,模型计算值与实测值吻合良好;对"韦帕"台风期间连云港海域的水位变化、潮流与含沙量的空间分布特征等进行分析,并利用该模型对连云港深水航道二期工程台风期间航道回淤进行了模拟预测,结果表明,在类似"韦帕"台风的大风作用下,连云港二期航道没有发生泥沙骤淤碍航现象。

横沙东滩促淤圈围工程对长江口北槽深水航道的影响

横沙东滩促淤圈围(七期)工程位于长江口北槽北导堤的北侧,紧邻长江口北槽深水航道,且处于航道维护困难段,工程建设后,附近水域水动力条件和河床冲淤发生变化,对北槽深水航道维护带来一定影响。文章通过建立三维潮流、泥沙数学模型,计算分析工程建设对北槽深水航道的影响。经过验证,计算结果与实测数据吻合,分析结果可靠。

长江口北支河段碍航特性及治理思路

近年来随着一系列圈围和护岸工程的实施,长江口北支河道边界逐渐固定,河床整体处于缓慢淤积状态,但局部滩槽变化仍较大,航道条件相对复杂。基于实测地形资料,分析1997年以来北支河段的河床演变特征及碍航特性,结合近期北支河段水深条件,提出北支航道采取上中下河段“联动治理,分级通航”的治理思路。崇启大桥上游河段水深多为3~5 m,3 m深槽仅在崇头附近中断,建议该段利用自然水深布置航道,局部浅区开展疏浚。崇启大桥下游河道展宽明显,河宽达5~10 km,加之江心滩冲刷萎缩,漫滩流增加,不利于航槽水深的维持,建议在主槽南侧采取必要的整治工程,同时开展江心滩守护工程,稳定航道边界,维持航槽水深。

国内外规范中航道深度设计的龙骨下空隙(UKC)参数取值对比

通过分析国内外规范中航道深度的设计方法,研究不同规范中龙骨下空隙(UKC)参数的意义,对各规范参数取值进行系统性对比和差异性分析,提出各规范的适用范围和取值建议,并在工程实例中加以应用。结果表明,在某些工况下,通过对各国规范的UKC值计算结果进行相互验证与校核,可提高航道深度设计的准确性和合理性。研究成果可为类似工程提供参考。

三维温排放数值模拟在外高桥一期电厂取排水口选址中的应用

对外高桥电厂建立三维温排放数值模拟,分析了取、排水口不同方案的温排放平面和垂向分布以及取水口温升随潮汐变化过程,为电厂取排水口选址方案优化和环境影响评价提供科学依据。