无结构网格二维潮流模型的开发及应用

基于无结构网格的半隐海洋环流模型——"类UnTrim(unstructured grid version of trim)模型"开发了一个二维潮流数学模型.模型在平面上采用无结构三角网格,并采用二维浅水方程作为控制方程.利用水槽试验对模型的潮流模拟和干湿判别进行了验证,验证结果显示模型是稳定可靠的.将模型用于长江口的水动力过程模拟,并利用实测水文资料对模型进行了率定和验证计算.结果表明,模拟结果与实际情况一致.

闽江口河网二维潮流数学模型

应用“河网正交贴体坐标”技术拟合闽江河口多汊道河网 ,将网格控制在河道有效区域内 ,使网格空间步长大大缩小 ,提高了计算的可信度 .应用“矩阵追赶法”和“非线性二维潮流模型”等求解方法 ,很好地模拟了闽江河口复杂的潮流场 ,计算时间步长可长达 1 0min .该数学模型已在闽江口等多个工程中得到应用 ,效果良好 .

二维潮流数学模型在码头防洪影响分析中的应用

码头建设会对河道行洪、堤防及其他防洪工程的安全造成不利影响.防洪影响分析是码头工程设计中一项重要技术工作.采用平面二维潮流数学模型,对长江镇扬河段水流运动以及拟建码头工程对防洪的影响进行了数值模拟计算.结果表明,在防洪设计洪水、平滩水位流量和多年平均流量3种水流条件下,工程兴建后水位壅高最大值约1.2 cm,水位降低最大值约1.5 cm,流速最大增幅约0.05 m/s,最大减幅约0.23 m/s.码头兴建后对工程河段的水位和流场影响较小,不会对河段的行洪带来不利影响.

防城港进港航道工程平面二维潮流数学模型适用性分析

根据防城港码头规划布置,防城港渔港区第五作业区进港航道工程提出了将进港航道分为5万吨级和3万吨级两段不同吨级的航道进行合理设计的方案,以满足岸线码头的配套服务要求。文章根据防城港工程海域相关的地质及水文条件,建立了平面二维潮流数学模型,确定了模型的初始条件、边界条件及模型参数,并通过实测数据验证了该模型在防城港海域的适用性及所建立模型的正确性。

二维潮流数学模型在潮汐河口圈围工程大型龙口合龙过程中的应用

以横沙东滩促淤圈围六期工程为例,利用二维潮流数学模型,结合初拟的龙口合龙施工的具体收缩步骤,分析了合龙期龙口处典型的水力特性,并计算出各收缩步骤中水力充填合龙的最佳作业时段和可作业时段,为施工单位具体安排施工强度、配套设备等提供了重要支撑,最终完成了国内罕见的单纯采用水力充填方式合龙大型龙口的高难度施工,为类似条件的大型圈围工程提供了参考。

二维潮流数学模型在瓯江北口大桥防洪评价中的应用

通过建立基于有限体积法的平面二维潮流数学模型,分析瓯江北口大桥建设前后的瓯江河口水位、流速、流场、纳潮量的变化,进而分析工程建设对瓯江河口防洪、航道和港区的影响。结果表明,平面二维潮流数学模型能够很好地模拟河口地区洪潮水演进过程,为河口地区的涉水工程建设提供技术支撑,具有较高的实用价值。

二维水流数学模型在河道桥梁阻水计算中的应用

为研究河道桥梁阻水问题,运用二维水流数学模型及其求解方法,建立了河道平面二维潮流数学模型并进行求解。经对3座已建桥梁阻水的计算表明,模型计算精度经验证能满足应用要求。最后,应用该模型进行了某拟建桥梁工程对河道的壅水、流场变化模拟计算,为桥梁阻水影响提供了较为准确的评价。

海湾工程对杭州湾北岸深槽潮流的影响

为探讨解决杭州湾北部深槽水深问题的途径,建立了杭州湾海域二维潮流数学模型,模拟结果表明:海湾工程对北岸深槽的潮流存在一定影响,其中,南岸的浅滩围垦使北岸深槽乍浦段的潮流流速增大约6.94%,而金山及其他观测点的流速普遍减小;杭州湾大桥建成后,北岸深槽靠近大桥段流速减小了1.8%;潜顺坝工程的实施增强了附近深槽的潮流动力,深槽附近段进潮量最大增加14.55%,流速最大增幅达21.94%;距离潜顺坝工程较远的深槽流速最大减幅为3.09%.分析认为潜顺坝工程的实施在一定程度上增强了北岸深槽的潮流,改善了制约港口航运发展的深槽水深问题,可为杭州湾北岸港口建设和航运开发提供一定的理论依据.此外,还对外海潮流等因素对深槽的潮汐动力影响做了初步研究.

天津临港产业区潮流模拟与方通物流码头通航本质安全分析

采用目前国际上广为应用的delft3d软件技术,建立了天津港临港产业区潮流二维数学模型。模型建成后,首先通过实测潮流、潮位资料,对模型进行率定。在计算成果与实测资料达到相似要求后,对模拟海域潮流分布情况进行分析。然后对天津港临港产业区近期相关工程竣工后工况进行研究,给出了工程区海域及工程近区潮流详细特征,最后对天津方通集团临港产业区物流码头工程进行了通航本质安全评价。

天津南港工业区潮流特征及通航条件分析

文中依托天津南港工业区奥德费尔化工码头工程通航安全评价,建立了南港工业区潮流二维数学模型,模型建成后,首先通过实测潮流、潮位资料,对模型进行率定。在计算成果与实测资料达到相似要求后,对工程方案进行了潮流水动力模拟,根据计算结果,对海域及工程近区潮流特征进行了分析。最后对天津南港工业区奥德费尔化工码头及港区进港航道进行了通航水流条件综合评述。

在船上进行潮流数值预报的技术研究

采用二维非线性潮流数值模型计算了黄、渤海7000余计算点M2、S2、K1、O1、M4和MS4准调和分潮的17余万个潮流调和常数,依此研制开发了黄、渤海二维潮流数值预报软件,可以在船上即时预报黄、渤海任意点任意时刻的潮流。实验结果表明,潮流数值预报的精度较高,达到了实用的程度,可以较好地为航行船舶服务,保障船舶航行安全。

组件式海岸工程数学模型集成系统的开发与应用

组件模型是以组件为发布单元的对象模型,它的出现带来计算机软件业的革命.根据组件技术的原理和特点,建立了以平面二维潮流数学模型计算组件为核心,以GIS组件MapObjects2.0为可视化环境,后台以关系数据库支持的紧密集成的海岸工程数学模型系统,并引入了两个功能组件:经纬度与公里网坐标转换组件和基于ADO的数据库接口组件.杭州湾南侧海域潮流数学模型计算表明,用组件技术构建的数学模型集成系统具有开发方式灵活,结构简捷,重用性好等优点.尤其将组件式GIS系统MapObjects2.0作为中小型集成系统的可视化平台,性能稳定,表现良好.充分利用面向对象的编程思想,在构建数学模型计算组件过程中采用动态数组、多线程等技术,大大提高了数学模型计算组件的运行速度.

徐圩港区六港池水域潮流泥沙数值模拟

港池回淤是港口设计与运营中的关键问题之一。为研究徐圩港区六港池的回淤情况,建立二维潮流泥沙数学模型,对港区不同建设阶段的流场与泥沙回淤进行了模拟计算。计算结果显示,在徐圩港区的建港初期,港区口门进出潮量与净进沙量均较大,六港池内的流态较为复杂,回淤强度较大;港区形成远期规模后,口门进出潮量与净进沙量明显下降,六港池内的流态有所改善,回淤强度也有明显下降。

长江口北槽潮波对地形变化的响应研究

以长江口北槽为研究背景,建立了二维潮流数学模型,在模型验证良好的基础上,研究了北槽潮波传播对工程与地形变化的响应。研究表明,长江口深水航道治理工程完成后,北槽地形未发生调整前,北槽潮波高、低潮位均升高,潮差减小,涨、落潮相位明显滞后,潮波变形加剧,涨落急流速均呈增大趋势;北槽水深增加后,高、低潮位随之降低,潮差增大,落潮相位略有提前,涨潮相位变化相对较小,潮波变形逐渐趋缓,涨急流速减弱,落急流速增强。

水动力数值模拟在通航本身安全评价中应用

拟建工程本身安全是通航安全评估的核心。文中为天津港临港产业区建立了潮流二维数学模型,模型建成后,首先通过实测潮流、潮位资料,对模型进行率定。在计算成果与实测资料达到相似要求后,对工程设计方案海域潮流水动力分布进行了模拟,给出了工程区海域及工程近区潮流详细特征。最后对天津方通集团临港产业区物流码头工程进行了通航本身安全评价。展示了数值模拟技术的基本功能,说明了数值模拟技术在通航安全评价中的主要作用。

龙口港屺坶岛LNG码头港址通航水流条件分析

根据在龙口屺坶岛拟建浮式LNG的码头设计方案,建立了龙口海域二维潮流数学模型,模型建成后,首先通过实测潮流、潮位资料,对模型进行率定。在计算成果与实测资料达到相似要求后,对工程方案进行了潮流水动力模拟,根据计算成果,对海域及工程近区潮流特征进行了分析,为浮式LNG的码头选址屺坶岛港区建设和方案优化提供了技术依据。

新工程条件下天津港区水流及潮汐特征值变化预测分析

采用二维潮流数学模型,对天津港北港池开通和导堤延伸方案实施后港内流场及港区潮汐特征值变化进行了研究。结果表明,工程方案的实施对港内潮汐特征值影响较小;导堤延伸形成的新港区口门处存在环流,环流范围大、持续时间长,容易在口门内区域形成泥沙淤积;港内其他部分基本呈往复流,流速较小;港内清水线位置外移至东突堤附近,西港区和北港池由于水体泥沙含量较低,泥沙淤积较轻;北航道与西航道交叉处在涨潮转落潮的一段时间内形成环流,有可能在此处形成泥沙淤积。

烟台套子湾污水处理厂扩建后邻近海域水质预测

以龙洞咀至养马岛邻近海域二维潮流模型为基础,建立污染物输运模型。预测烟台套子湾污水处理厂二期工程建成后对附近水域水质的影响,并进行环境风险事故影响预测。结果表明。正常运行时.污染物的超二类水域全部位于混合区内部,对附近海域环境影响不大,事故时无机氮和活性磷酸盐的排放会对该海域造成一定的污染,效应对污水处理厂加强管理.采取一定的防范措施.防止风险事故的发生。

基于入海河流陆源污染削减的入海排污口设置研究

为缓解海洋水环境特征污染物严重超标对区域经济与环境协调发展的限制,以江苏省盐城市海域某排污口为例,从陆海协同联控的角度出发,采用二维潮流数学模型,基于污染物浓度场响应关系,选取海洋特征污染物无机氮和活性磷酸盐作为研究对象,在入海河流陆源污染物削减的情况下,给出了90%水质保证率下拟建海洋排污口无机氮和活性磷酸盐的最大允许排放量,分别为196.03t/a和254.59t/a,结果表明污染物最大允许排放量均高于排污口近、远期的排放总量,排污口建成后能保证海水水质不低于现状水质标准,证实了拟建排污口的设置可行性。研究成果为指导沿海城市排污口管理和污染源的削减提供了科学的理论依据,对排污口的优化设置及最大允许排放量的计算起到参考作用。

浅析港区对河流水力特性及行洪安全的影响

入海河流的水力特性及行洪安全主要受所在海域的潮流、泥沙影响。本文以河北省某港区工程项目为例,建立基于MIKE21的二维潮流模型、SWAN波浪模型,采用大中小嵌套模型计算某港区附近海域及两条入海河流河口在工程建设前后的潮位、流速的变化,分析讨论港区建设对入海河流河道水力特性及行洪安全的影响。计算结果表明,工程建设对河道设计防洪(潮)水位影响不大,对陡河河口和沙河河口区域的洪水位、流速变化影响很小。即工程建设对河道的河势稳定、行洪安全影响不大。本文可为今后分析港口工程建设对入海河流的影响以及编制相关河流防洪影响评价报告提供参考。