1959-2019年杭州湾南岸滩涂演变规律及机制

掌握滩涂演变规律是保护和开发滩涂资源的重要依据,杭州湾水沙条件复杂,人类活动强度大,滩涂演变机制复杂。基于杭州湾近60 a(1959—2019年)水文地形监测资料,结合促淤围涂进程,分析了杭州湾南岸滩涂在水沙变化和人类活动影响下的演变规律及其机制。结果表明:近60 a来,杭州湾南岸滩涂普遍淤高,1959—2003年淤积速率约6.70 cm/a,2003—2019年淤积速率加快,约12.59 cm/a;大规模围涂和潮差增大是滩坡坡度增大的主要原因;庵东浅滩平面形态的周期性演变与径流的丰枯周期有关,呈现“丰水走弯,枯水趋直”现象;长江来沙减少尚未对杭州湾南岸滩涂淤涨产生明显影响;围涂工程是杭州湾南岸滩涂近期淤涨速率加快、潮滩宽度减小的主要原因。

杭州湾年最高潮位时空变化及其抬升原因分析

基于杭州湾实测潮汐资料,对杭州湾年最高潮位时空变化、成因及影响因素进行了系统分析。结果表明:杭州湾年最高潮位呈波动式抬升,上升速率为0.95-1.84 cm/a,且湾顶大于湾中,湾中大于湾口;年最高潮位出现在8月的次数最多,其次是7月、9月和6月;乍浦站年最高潮位中受台风暴潮影响的占59%,出现在大潮期的占95%;治江缩窄一方面引起天文潮高潮位抬高,另一方面引起增水增大;20世纪80年代以来,影响杭州湾的台风强度增大和不利台风路径增多也引起增水增大;平均海平面上升加剧了杭州湾年最高潮位的抬升。

基于动静应力分析的复杂工作面冲击危险评价

为在回采前定量评价复杂条件工作面冲击危险等级及划分冲击危险区域,基于冲击矿压发生的动静叠加诱冲原理,以济宁三号煤矿复杂条件工作面为工程背景,提出了基于动静应力分析的冲击危险评价方法。实验室试验研究表明,煤体动力破坏的临界应力与煤的单轴抗压强度密切相关,根据煤体单轴抗压强度,确定了济宁三号煤矿复杂工作面冲击临界应力为70MPa。采用FLAC3D数值软件,研究了工作面原岩应力与采动支承压力分布规律,得到了静载应力分布曲线。探讨了工作面过断层期间的应力演化规律,根据断层至工作面的距离,将采动作用下断层附近支承压力对冲击影响程度分为4级,即小于10 m时为塑性变形区,10~20m为冲击弹性区,20~50m为应力叠加区,大于50m为原始应力区。采用理论分析,计算了坚硬顶板破断来压的能量释放规律,工作面基本顶破断步距在50m时,释放能量达到105J,对应动载应力为10MPa。基于动静载应力水平,给出了冲击危险等级评价与划分标准,将冲击危险性分为4级,动静载最大叠加应力小于50 MPa为无冲击危险;50~70MPa为弱冲击危险;70~105MPa为中等冲击危险,大于105 MPa为强冲击危险。对123下04工作面冲击危险进行了评价与分区,与现场微震监测结果具有较高的一致性,为工作面的安全回采提供了支持。

强潮海域近岸掩埋海底管线裸露原因分析

近岸海底管线铺设时常常掩埋于海床以下,在长期运行过程中受多种因素干扰而发生裸露,对管线安全运行造成一定威胁。以杭州湾海域册镇海底管线为例,利用多年路由检测资料分析管线掩埋状态发展规律及裸露位置特征,结合海床演变分析发现管线所在海域整体略有冲刷,加上镇海侧围垦工程引起的局部海床冲刷,是管线发生裸露的主要原因。

Algebraic-Stress Turbulent Model of Planar 2-D Pollutant Transportation in Curvilinear Coordinates

The shallow-water equations and pollutant convective-diffusive equation are transformed into curvilinear coordinate system. The anisotropic algebraic-stress turbulent model is introduced to simulate the turbulence items, and algebraic-stress turbulent model of planar 2-D pollutant convective-diffusive in curvilinear coordinates is build. The meandering channel with measured data of concentration in lab is adopted to validate the model, and the distribution figure of pollutant concentration field calculated through this model and that of the k-ε model, which show the model is superior to k-ε turbulent model in dealing with anisotropy character of flow.

往复潮流作用下海底管道冲刷防护试验

在海洋油气资源深入开发过程中,诸多油气管道需要穿越海底,由海洋水动力条件引起的海底管道冲刷悬空是导致管道涡激振动破坏的重要原因。针对现有冲刷防护措施在强潮流海域海底管道工程中适应性较差的问题,以杭州湾强潮流海域某海底管道为原型,应用双向流水槽进行比尺物理模型试验,对往复潮流条件下人工草防护海底管道冲刷效果进行研究。结果表明:海底管道局部冲刷深度随人工草疏密度、铺设宽度的增加而减小,当铺设宽度增加至临界宽度时,冲刷深度减小为0。以多元回归拟合法拟合试验数据,获得疏密度与人工草临界宽度之间的关系式,研究结果可为强潮海域海底管道工程冲刷防护措施的设计与实施提供参考。