寒潮大风及海冰对北方港口波浪推算的影响

为了探究冬季极端天气及海况对北方港口波浪推算的影响,以黄骅港为例,建立能够综合考虑海冰和寒潮大风影响的波浪数值模型。与实测值相比,模拟的黄骅港外航道口门处有效波高最大值和平均值分别偏大0.41%和偏小5.46%,且演化趋势基本吻合。结果表明,港内2018年寒潮大浪致灾地点处考虑海冰、强风及波浪绕射与反射影响的有效波高最大值为1.14 m。通过敏感性分析可知,港内波浪推算过程中若忽略寒潮大风的影响,则有效波高严重偏小达73.68%。如考虑海冰的影响,有效波高将比无冰情况偏小8.77%。

适应软土地基的港口铁路路基方案优化

利用软土吹填造陆形成的港区,地基基底承载力通常较差,对铁路路基的设计要求较高。结合港口铁路货运虽然重载、但是多为尽端线路,或装卸线居多,运行速度较低等特点,以黄骅港某铁路路基工程为例,结合目前软土地基上路基设计基本方案,提出改进的路基设计方案。通过技术经济分析,优化改进适应港口软土地基、技术上满足承载力要求,经济上更合理的铁路路基结构形式,并在工程中应用。

考虑股道运用的重载卸车站作业计划优化研究

重载卸车站是重载运输的重要组成部分,实现车站作业计划自动化编制对于加速列车周转时间、提高重载运输生产效率具有重要意义。重载卸车站由于列车在站作业种类多,车站作业计划编制复杂。为实现计算机自动化编制高效智能的车站作业计划,在分析重载列车在车站作业流程的基础上,将重载列车在站技术作业过程转化为对卸车站内到达线股道、存车线股道、卸煤线股道、清煤线股道、组合线股道的5次占用问题,构建考虑股道运用的重载卸车站作业计划模型。考虑到模型属于NP-hard问题,设计微进化算法进行求解,并在微进化算法基础上引入大规模邻域搜索算法中的损坏和修复思想对算子操作进行改进。以朔黄铁路终端黄骅港站某夜间到达的15列重载列车为实际案例,对提出的模型和算法进行验证。研究结果表明:微进化算法所采用的优势基因结构机制能快速有效解决重载卸车站作业计划编制问题,相较于GUROBI求解器,其求解质量在95%以上且求解时间缩短48.16%,同时相较于遗传算法其求解质量提升5.38%且求解时间缩短27.49%。微进化算法得出的优化计划相较于人工编制计划,重载列车在站总时长缩短了389 min,提升了重载卸车站作业计划质量。研究结果能缩短重载列车在站作业时间,加速重载列车在站中转过程,为计算机自动编制车站作业计划提供智能决策。

双碳目标下邯黄通道铁矿石运输方案比选

“公转铁”可有效降低碳排放,有利于实现双碳目标。对邯黄通道内经由公路、邯黄铁路且采用不同动力类型运输铁矿石的8种运输方案所涉及的直接费用、时效费用、安全费用和碳排放费用建立计算模型,查询或调研获取相关参数,计算相关费用并对结果进行分析。结果表明:相比于使用柴油卡车的公路运输,使用邯黄铁路运输铁矿石在除时效费用之外的3个方面均具有明显优势,是目前货主的最佳选择;所有方案中碳排放费用在总费用中占比小于1%,通过征收碳税或提高碳税基本不影响货主对运输方式的选择;公路运输中电动卡车在能源消耗和碳排放方面具有绝对优势,但续航里程决定其更适合100 km之内的短途运输。

黄骅港航道骤淤分析及备淤水深研究

针对黄骅港航道一直存在大风骤淤影响通航的问题,分析了黄骅港航道的淤积特征,通过数学模型计算了航道在不同重现期下的骤淤情况,研究了适用于黄骅港航道的备淤水深。研究结果表明:黄骅港航道的淤积主要受大风影响,大风骤淤对航道通航影响最为严重;大风重现期与骤淤量呈对数关系,前期随着重现期增大骤淤量增幅较大,后期增幅逐渐变缓;结合各方面因素,可将“在发生一次15 a一遇骤淤或5 a一遇骤淤连续发生2次(或者2 a一次骤淤连续发生3次等骤淤量相当情况)时保证航道不碍航通行”作为新环境下黄骅港航道备淤水深的确定标准,并在此基础上分区段给出了备淤深度建议取值。

黄骅港站智能管控系统设计与应用研究

为了提高黄骅港站列车运输效率和自动化管控水平,针对车站在运输调度、过程控制、系统维护、统计分析中存在的问题,以一体化、智能化、标准化等为目标,从系统架构、系统功能、作业流程、硬件实施、软件开发等方面对黄骅港站智能管控系统进行了设计。车站智能管控系统利用集群虚拟化、5G通信、北斗定位、大数据分析等技术,从计划编制、机车调度、信号控制、安全卡控、智能感知、过程监测、数据分析等方面进行应用,实现了车站作业管控的自动化和智能化升级,达到了减少作业人数、降低人员劳动强度、提升运输效率、降低运营成本的设计目标。

黄骅港电煤运输海事保障对策研究

煤炭作为我国储量最多、产量最大的可利用能源,对保障我国能源安全具有重要意义。通过总结黄骅港在电煤运输链条中的关键枢纽作用,分析当前黄骅港电煤运输面临的风险与挑战,提出海事部门保障电煤运输的对策。

潮流与泥沙输运对黄骅港工程的响应分析

黄骅港的泥沙淤积问题一直是影响通航能力和投资建设的关键因素.黄骅港通过2011年整治工程大大改善了航道的通航能力,并减缓了泥沙的淤积,为港池提供了平稳的水域.基于验证的MIKE 21软件中的潮流和泥沙数学模型,计算分析了2011年工况下港区的潮流场以及泥沙浓度场对工程的响应,并对比分析了有无波浪作用下泥沙浓度场的变化,得出以下结论:防波堤外延把黄骅港分为了两个相对独立的区域,明显的阻流作用迫使潮流携带泥沙沿堤向外海侧搬运;无波浪作用时,港区含沙量在平均值0.02kg·m-3附近变化,有波浪作用时,含沙量大幅上升,近岸区形成高含沙水体;防波堤阻碍高含沙水流跨过航道,提高了航道的使用寿命.

黄骅港海域沿堤流现象遥感图像分析

通过黄骅港所在海域的卫星遥感图像分析,揭示了由建筑物引起的沿堤流和环流现象,并对其形成原因进行了初步分析。比较沿堤流和环流形成时的不同水动力和气象条件可以得知,建筑物引起的沿堤流与环流一般是在落潮情况下出现,而且风吹流与波浪沿岸流对沿堤流与环流的形成可能起着十分重要的作用。从泥沙运动的角度而言,沿堤流的作用可能造成黄骅港外航道局部水域含沙量较高,从而造成外航道局部区域的较严重回淤。

人工干预下河北省淤泥质海岸岸线演变及其环境效应分析

以多期地形图、海图,多时相航空影像图、卫星遥感数据,多年实测数据为主要数据源,综合运用GIS软件室内判读与野外实地调查相结合的技术方法,系统分析了人工干预下河北省淤泥质海岸岸线近50 a(1956～2006年)来演变过程、动因,深入探讨了海岸岸线演变特征及其对周边岸滩产生的环境效应。结果表明:河北省淤泥质海岸岸线演变动因由自然演化转变为人类影响占主导地位;变化类型由以盐田开发为主,演变为盐田、养殖池塘并重,继而以养殖池塘变化占主体,最终为养殖池塘、港口变化为主导;开发热点区域因时间不同而有所差异,南段岸线重点开发区域逐渐南移,而北段岸线则呈现不断西移的特点。黄骅港岸线变化对周边产生的环境效应表现为:改变沿岸流流向,并在航道外形成沿堤流及环流;改变滩面相对平衡状态,航道以北重塑均衡剖面;改变局部流场,近岸区高浓度泥沙沿防波堤两侧向外运动;改变岸滩沉积物类型,北滩粉沙层的规模和粒径均小于南滩。曹妃甸港岸线变化对周边产生的环境效应主要表现为:阻断东西向的浅滩潮流,对曹妃甸外缘潮流系统造成影响;南堡西侧海滩不断淤积、附近海岛、沙坝出现不同程度的淤积。本研究对于合理利用海岸带资源,科学规划海岸带发展方向,实现区域环境和经济的可持续发展具有重要的现实意义。

黄骅港海域二维流场分析

首先将Smagorinsky亚网格模型引入ADCIRC模型求解涡粘系数,使模型在模拟近岸潮流方面更加合理。为了进一步阐明黄骅港海域泥沙运动规律,将改进后的ADCIRC模型应用于黄骅海域,分别对纯潮流和大风天情况下潮流运动进行了数值模拟。研究表明,由于建筑物影响,建港后海域的流场发生了较大变化,建港后港口海域水流的离岸运动得到加强。风对黄骅海域流场的影响较大,在NE向8级风条件下,沿岸流和离岸流较明显,这可能是导致航道强淤的重要因素之一。

黄骅港外航道整治工程对风暴潮流下泥沙输运的影响

2003年10月黄骅港海区的一次强寒潮风暴潮造成了港口和外航道泥沙淤积严重,为减少外航道淤积保证外航道正常通航,2004年5月开始实施外航道整治工程。本文建立了黄骅港海域二维水动力和泥沙输运数学模型,模拟在ENE向8级大风作用下整治工程前后风暴增水引起的潮流动力和含沙量变化过程。分析表明:大风作用使黄骅港海区潮流动力失衡,涨落潮输沙不等,同时沿堤流及沿岸流作用加强;整治工程后涨落潮过程中水体交换大幅减少,防波堤的阻水效应增强,阻碍了两侧区域的悬沙输运,近岸区域悬沙浓度相比一期工程有了明显的降低。

基于风要素的黄骅港余水位规律分析及预报研究

基于黄骅港港池站和航道40+0站的潮位实测资料及该海域的气象资料,对黄骅港余水位的变化规律进行了分析,结合风要素特征对余水位的预报进行了研究,得出了余水位预报公式。研究成果表明:(1)黄骅港余水位增水和减水发生的次数较接近,总体增水发生次数略多于减水发生的次数。余水位幅度90%左右都在0. 4 m以内,大幅度的余水位占比非常少。余水位的变化与风要素之间存在较强的相关性。(2)余水位越大时余水位计算公式可靠性越强,采用越宽阔海域的风资料其计算可靠性越强。

黄骅港外航道整治工程有关问题的探讨

在总结黄骅港海域泥沙运动规律和航道回淤机理的基础上,对黄骅港外航道各种整治工程方案进行评价,论证了已经实施的整治工程方案的合理性。根据实测资料和数值模拟结果分析了整治工程实施后的航道淤积规律和减淤效果,并指出了港口发展需要进一步研究的问题。

黄骅港航道整治与发展前景

文章总结了黄骅港航道淤积特点和防沙减淤整治经验,分析了粉沙质海岸上各港区扩建航道的可行性和合理性。根据黄骅港的发展历程,目前黄骅港建设的起步阶段已经完成,粉沙质海岸建港优势逐渐体现。黄骅港航道整治成功不仅保证黄骅港健康发展,也为其他粉沙质海岸建港提供有益的参考。

黄骅港抛泥区泥沙运移及对航道淤积的影响

利用粒子追踪、中子活化示踪砂技术以及赵冲久和Yalin等相关公式对黄骅港抛泥区泥沙运移规律进行了研究,并在此基础上分析了抛泥区对黄骅港航道淤积的影响。结果表明,在正常天气下,抛泥区的泥沙运移主要受潮流控制;在大风条件下,泥沙运移则受到波浪、潮流、风生流等多种因素的影响;抛泥区泥沙几乎不会对航道淤积产生直接影响,其对航道淤积的影响是间接和有限的。

黄骅港疏浚土处理现状及资源化利用的探讨

针对黄骅港海域疏浚土处置处理的现状以及所面临的各种问题,为避免疏浚土对海洋环境的负面影响及资源的巨大浪费,保证港口绿色、可持续发展,通过对该地区的调研和试验,分析了疏浚土资源化利用的必要性和可行性,从技术、政策、环境以及社会经济效益等方面论证了黄骅港海域疏浚土的资源化利用既有利于海洋生态环境、保证港口的正常运营,同时也有利于黄骅港区域经济的稳定、持续发展。

黄骅港骤淤机理的分析以及波浪作用下近岸含沙量场的三维特性

通过卫星遥感图片、现场实测和室内实验,对黄骅港外航道的大风骤淤机理进行了综合分析。认为黄骅港大风骤淤是由于外航道两侧破波带附近滩面泥沙大量悬扬、落淤造成的,沿堤流不是外航道骤淤的主要因素。在波浪作用下,泥沙运动存在明显的三维特征,应重视现场实测工作并尽可能采用三维数值模型,谨慎对待采用遥感卫片和二维数值模型得到的计算结果。

冀东港口经济贡献的实证研究

港口是推动国际贸易发展的重要基础设施,也是间接推动区域乃至国家经济发展的重要条件,鹿特丹港、纽约港、东京港等国际大港在推动各自国家崛起中的重要作用都充分说明了这一点。河北省是我国环渤海经济圈的重要成员,秦皇岛港、唐山港、黄骅港都是环渤海港口群的重要组成部分,如何建设和利用这些冀东港口推动区域经济又好又快发展成为亟待研究的课题。

黄骅港地区深层水泥土搅拌桩施工工艺研究

水泥土搅拌桩是黄骅港地区广泛使用的软土地基处理方法,但容易出现施工质量问题。结合黄骅港地区水泥土搅拌桩现场检测结果,系统分析了两种主要水泥土搅拌桩施工质量问题。为探究水泥搅拌桩施工质量问题的原因,通过室内3种水泥掺量不同龄期的室内水泥土试验排除了水泥掺量及土质等因素。通过比较室内水泥土配合比试验与水泥搅拌桩现场施工的差异,指出施工质量问题的主要原因在于现场施工工艺因素。最后介绍了两个有效的水泥搅拌桩施工工艺改进,首先介绍双向搅拌工艺在该地区的成功应用并提供了相关检测数据以供参考,然后介绍扇形后喷浆钻头施工工艺能够有效解决上述两种施工质量问题。