Study of back-silting strength in the north passage channel of Changjiang Estuary

Temporal and spatial variations of the back-silting strength in the north passage channel of Changjiang Estuary are investigated using the empirical orthogonal function （EOF） method, with the aim to determine the imposed processes and time-scales. Data on back-silting quantity in every dredging unit of the channel have been collected since March 2000,predominantly once 15 d. The EOF analysis of the back-silting strength reveals two significant modes, which totally explain 58.33% of the overall variance, and the corresponding processes and time-scales. The first EOF mode shows a clear annual cycle which is determined by the riverine water and sediment discharge from the upstream. The second EOF mode reveals a close relation between the back-silting strength and project activities. Because the processes are greatly interrelated in this study case, the other EOF modes accounting for 41.67% of the total variance do not show clear processes and time-scales.

黄河淤背区高等级公路路基沉降及其对大堤安全的影响分析

为评价淤背区新建道路沉降对黄河大堤安全的影响,基于黄河淤背区路用粉土试验结果,提出黄河淤背区粉土累积应变预测模型和路基沉降计算方法。结合路基内部应力计算结果,采用分层总和法对循环荷载作用下淤背区路基沉降与路堤填筑引发的施工期沉降进行计算分析。结果表明:车辆通行初期沉降发展较快,对大堤影响显著,沉降主要集中在路基上部50 cm内。沉降和大堤安全受汽车轴重和超载影响显著,车流量影响次之,路堤高度和地下水埋深影响较小,沉降与超重倍数成幂函数关系。路堤高度每增加1 m,施工期沉降增加约50 mm。路基总沉降量随车重、路堤高度、车流量、超载倍数的增大而增大,随地下水埋深的增大而减小;工后沉降比随轴重、超载倍数、车流量的增大而增大,随路堤高度增加而减小,且近似成反比例关系。为保证大堤安全,淤背区路段应控制车辆轴重、超载及车流量。

小流域拦砂坝上下游冲淤特征调查分析

极端降水诱发的泥石流具有规模大、沿程侵蚀严重、淤埋范围大等特点,需要在小流域内修建梯级拦砂坝工程进行调控。在汶川地震影响区域内选取33条典型泥石流沟道进行调查,获取了105座拦砂坝特征参数以及梯级拦砂坝作用下的沟道冲淤形态变化,总结了拦砂坝的类型及判别方式,提出了实体坝与透过性坝的4种坝型组合模式、梯级坝的坝间距下2种回淤模式。进一步分析了梯级坝的特征模式(坝型组合模式、回淤模式)对沟道的冲淤形态(回淤坡降折减系数、冲刷深度相对系数)的影响。结果表明实体坝与透过性坝的组合模式(SO、OS模式)对沟道回淤形态影响明显,两种回淤模式中的互馈式运行模式对淤积形态影响显著,回淤相互不影响的独立运行模式下的冲刷作用更强烈。研究结果可为小流域内梯级坝的坝型选择、坝间距优化提供参考。

济南城区段黄河淤背区土地利用规划探讨

淤背区是黄河防洪工程重要的组成部分。本文系统介绍了济南城区段黄河淤背区开发利用现状,深入分析了淤背区开发中存在的主要问题,提出了以黄河生态景观线建设为主导,合理开发利用淤背区土地资源,因地制宜大力推进种植业,搞活防汛抢险物资仓储业,积极发展黄河水生态旅游业等土地利用规划建议,为科学开发利用淤背区土地提供借鉴。

波浪与潮流共同作用下二维泥沙数学模型

针对河口海岸地区波浪与潮流运动的特点,将波浪过程概化为潮周期中具有平均意义的波浪流要素,叠加到潮流运动方程中,以模拟长时段的水流运动及泥沙场的变化,建立了波浪与潮流联合作用下二维泥沙数学模型,包括贴体正交曲线坐标系下水流运动方程、非均匀悬沙、底沙输移方程、初始条件、边界条件、动边界技术及数值计算格式,引进前期含沙量的概念,得到了潮流挟沙能力公式,波浪作用下的挟沙能力采用窦国仁公式,浮泥挟沙能力采用罗肇森公式。计算的瓯江口、温州湾潮位过程与原型吻合良好,8个断面的46条垂线同步流速、流向过程计算值与实测值吻合较好。在此基础上,探讨了多连通域复杂边界条件下瓯江口拦门沙航槽开挖后潮流与风浪作用下悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的模拟问题。

强潮河口拦门沙航道回淤及治理措施

针对瓯江口边界地形复杂、岛屿众多、口门以上河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点,分析了强潮河口拦门沙演变规律及成因,应用波浪与潮流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究拦门沙航道开挖后的回淤及治理措施。数学模型中引进前期含沙量的概念,得到了潮流挟沙能力公式,给出了波浪作用下浮泥引起航槽回淤的模拟方法。在瓯江口潮流与含沙量验证基础上,进行了拦门沙航槽开挖后悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的验证计算,计算的淤积厚度及沿航线分布趋势与实测值比较接近。在此基础上,研究了瓯江口拦门沙航道治理原则、措施及工程对水动力泥沙环境的影响。

整治工程影响下的河口拦门沙航道回淤特征及成因——以射阳港航道为例

通过不同时期实测地形资料,对比分析射阳港拦门沙航道一期整治工程建设后航道的回淤分布特征;利用实测水文泥沙资料和潮流数学模型计算分析射阳河口拦门沙航道开挖后的水流、含沙量特征;探讨了射阳港拦门沙航道淤积的泥沙来源和淤积成因。研究表明:航道开挖后沿程普遍淤积,尤其是口门及堤根区段航道淤积严重。导致航道淤积的主要原因为:有掩护航道内涨潮流速大、落潮流速小,口门外高含沙量水体进入航道后泥沙很难被带出航道,导致航道内普遍淤积;口门内2 km范围内回淤较大是由于越堤流输沙和口门内侧涨潮期间存在明显回流;导堤根部航道段回淤较大是由于射阳河与黄沙港河汇流后河道放宽,落潮期间出河口的水体挟沙力突然降低。

港珠澳大桥沉管隧道试挖槽回淤特征分析

在研究伶仃洋水沙运动规律的基础上,依据港珠澳大桥沉管隧道试挖槽现场实测的17组水下地形资料,并结合γ-射线密度仪在试挖槽基槽及边坡进行的浮、淤泥重度探测结果,对试挖槽的泥沙回淤特征进行分析,获得了试挖槽回淤的速率变化及分布特征,明确了稳定边坡的坡比,区分出槽内浮泥层和淤泥层的厚度及其变化趋势.本文还分析了洪水和台风对挖槽回淤的不同影响,指出由枯转洪的首场洪水会明显增加淤积.另外,还对3种不同频率超声测深的对应数据进行了统计分析,发现多波束与低频测深仪所测数据之间存在0.30 m的水深差值,与现场实测的浮泥厚度基本吻合.

粉沙质海岸的界定及其泥沙运动特点

将床沙中值粒径d50=0 31mm～0 125mn和d40>0 031mm的海岸定义为粉沙质海岸,指出粉沙质海岸泥沙运动的特点为:泥沙活跃;易悬易沉:运移型态为悬移质和推移质共存,易发生强淤或骤淤。

淤泥质海岸泥沙运动及进港航道回淤强度数值研究

以连云港进港航道为例,应用波浪、潮流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究淤泥质海岸的泥沙运动及航道回淤问题。鉴于进港航道回淤量是当地海域潮流、波浪、泥沙长期共同作用的结果,建议采用年平均含沙量场进行回淤计算,并在此基础上模拟了连云港7万吨级进港航道的年回淤强度,计算结果与实测资料吻合较好。研究结果表明,所介绍的研究方法可以合理地描述含沙量场特性以及计算进港航道回淤量。

考虑回淤的沉管隧道基础层压缩模型试验研究

实测数据统计结果表明,沉管隧道施工期间的沉降占到总沉降的50%以上,而施工期间沉降主要由基础层压缩引起。以舟山沈家门港海底沉管隧道为原型,取纵向30 m建立1∶10缩尺寸模型,试验重点模拟海水环境下注砂基础层形成过程,并研究其在不同回淤条件下的整体压缩过程,评估回淤对压缩的影响。研究结果表明:无回淤条件下砂石基础层整体压缩模量为3.41 MPa,表明沉管隧道基础层的压缩性能较差;夹杂不同浓度的回淤层后,基础层整体压缩模量在1.54~3.89 MPa区间,集中在2.34 MPa附近,约为无回淤条件的0.69倍;回淤起到类似润滑剂的作用,增加了砂石的交错重叠量和垫层整体的塑性,会延长压缩稳定时间,增加基础层的压缩量,放大压缩区域的不均匀性。

瓯江口拦门沙航道回淤分析

通过对瓯江口拦门沙航道3次疏浚后的回淤分析,以及从瓯江口的水流动力条件、风浪、盐度分布对含沙量影响等的初步分析,得出了拦门沙航道回淤的原因.

港珠澳大桥沉管隧道基槽异常回淤分析与数值模拟

港珠澳大桥沉管隧道E15管节基槽发生异常回淤,海底隧道沉管安装被迫中止。为查明E15管节基槽发生异常回淤的原因,先后开展了现场水文泥沙观测、遥感影像资料分析和数值模拟等多种技术手段。采用水沙数学模型反演了内伶仃岛上游采砂活动形成的浑水团在潮流作用下的扩散输移过程,沙源在数学模型中以面源形式模拟。模拟结果表明,采砂活动形成的浑水团在一个大潮期间的落潮过程中可输移扩散至基槽水域,其中E15—E27管节基槽日淤厚在采砂活动影响下将增加43.8%。数值模拟结果为查明E15管节基槽异常回淤的泥沙来源提供了佐证。E15管节以东基槽水域水沙环境复杂,天然淤积已经接近临界回淤允许值,基槽上游水域的采砂活动对沉管基槽回淤将带来不可控因素,采砂活动对周边水域产生的泥沙回淤影响应引起足够重视。

关于长江口深水航道维护条件与流域来水来沙关系的初步分析

长江口深水航道一、二期工程建成后,航道回淤量得到了控制。分析其原因,长江流域进入河口的泥沙近十多年来明显减少,但河口水体含沙量并未减少。河口下段由于存在明显的泥沙再悬浮过程,泥沙活动总量远大于流域来沙量。因此,在一定时期内,流域来沙减少不会显著改善航道的维护条件。另一方面,河相关系分析和实测地形资料表明,近十多年来长江口内沙洲面积持续减少,分析认为应与流域来沙减少和变细有关。一段时期内,河床演变趋于活跃,增加了泥沙活动,对航道维护有不利影响。

灌河口开发和外航道整治研究

通过对灌河口上游和外海来水来沙量及外航道历史演变的分析 ,表明新沂河泄洪对灌河口的河床有较大影响 ,上游各支流的下泄量较小 ,外海的来水来沙量主要与纳潮量和外海波浪对海底掀沙能力的大小有关。外航道整治方案回淤量计算结果为 :开挖万吨级航道泥沙回淤量为 2 2 0万 m3/ a,开挖 3.5万吨级航道回淤量为 32 0万 m3/ a。航道开通后 ,燕尾港可分期建设 8个万吨级泊位。

飞云江口二维潮流泥沙数值计算

建立了飞云江口二维潮流泥沙数学模型.模型经验证后,计算分析了凤凰山深水港区两个规划方案下的水流变化及泥沙回淤强度.计算结果表明,方案2的回流范围和泥沙回淤强度均小于方案1.

基于CFD技术的双吸式离心泵转轮副叶片优化

应用Fluent软件,基于RNG k-ε湍流模型和欧拉-拉格朗日多相流模型,对双吸式离心泵内的水流和泥沙颗粒运动进行了模拟,分析了不同长度、不同相对位置的副叶片对口环保护和水泵效率的影响.结果表明:选择的模型可准确地模拟双吸式离心泵内部流场和口环部位泥沙质量浓度,口环附近流速较低,对泥沙颗粒的挟带能力较弱,造成口环附近泥沙质量浓度远远高于水中平均泥沙质量浓度,导致了口环处快速磨损;缩短副叶片长度,能有效减小水泵装置效率的降幅,副叶片长度为1/4叶片长度时,靠近口环区域水流的相对速度的径向分量比较小,副叶片不能有效减小泥沙对口环的磨损;副叶片数由4减为3时,水流的挟沙能力得以保持,对口环的保护效果仍然明显,同时还能有效减小水泵装置效率的降幅;通过对比分析,方案7中的副叶片既能减小泥沙对口环的磨损,还能有效地减小由于副叶片的存在导致的圆盘摩擦损失,因此,选择方案7为最终优选方案.

粉沙质海岸的界定及其泥沙运动特点

将床沙中值粒径d50=0.131～01125mm和d40>0.031mm的海岸定义为粉沙质海岸,指出粉沙质海岸泥沙运动的特点为:泥沙活跃,易悬易沉,运移型态为悬移质和推移质共存,易发生强淤或骤淤。

关于长江口深水航道维护条件与流域来水来沙关系的初步分析

长江口深水航道一、二期工程建成后,航道回淤量得到了控制。分析其原因,长江流域进入河口的泥沙近十多年来明显减少,但河口水体含沙量并未减少。河口下段由于存在明显的泥沙再悬浮过程,泥沙活动总量远大于流域来沙量。因此,在一定时期内,流域来沙减少不会显著改善航道的维护条件。另一方面,河相关系分析和实测地形资料表明,近十多年来长江口内沙洲面积持续减少,分析认为应与流域来沙减少和变细有关。一段时期内,河床演变趋于活跃,增加了泥沙活动,对航道维护有不利影响。

天津港15万吨级深水航道泥沙问题研究

天津港15万吨级深水航道二期工程将航道高程从-14.8m浚深至-17.4m,在航道底部遇到约2.6～3.0m的粉沙层.针对粉沙运动的特性,采用试挖槽观测、模型试验、示踪沙试验等方法进行了研究,并对航道开挖后的泥沙回淤进行了预测.