航道水深变化对船舶通行能力的影响评价研究

本论文深度探索了水深变化如何影响船舶的通行能力。我们不仅提出了全面的评估方法和管理策略,还深入到了自然环境和河床演变的细节中详尽地分析了地理、气象和水文条件,以及这些因素如何影响航道的布局。对于航道的现状和规划进行了深入的讨论,并对各种可能的工程选址进行了评估。在此过程中,特别关注了工程对水流、河床和航道的影响。在探讨水域的自然特征和变化时,深入挖掘了水深变化带来的各种影响并进一步地分析了水深变化如何影响航行的安全,以及这会给船舶的通行能力、导航和助航设备带来怎样的挑战和通航安全的潜在风险的评估。为了确保水域通航的安全,提出了航道维护、应急措施和安全管理等方案,本研究为航道建设和通航管理提供了实践指导和理论支持,同时也为未来水域通航的安全发展提供了有价值的参考。

镇海、北仑港区水深变化调查及影响因素初探

位于甬江口门两侧的镇海、北仑港区可利用的深水岸线丰富、水深条件良好,是集煤炭中转、散杂货、件杂货、液体化工产品、国际集装箱等多功能于一体的综合性天然深水良港。调查发现,2002年以来,镇海港区前沿的游山深潭出现了较大幅度的淤积,部分码头前沿也出现了3.0～4.0m的淤积。为此,结合以往工作对镇海、北仑港区水深条件的变化进行梳理,并对可能的影响因素进行初步探讨,认为杭州湾围垦工程实施后金塘水道并未出现明显淤积;邻近港区的新泓口围涂工程、港区自身的40.00hm2(600亩)围涂对镇海港区目前的淤积均有较大影响。

基于特征函数展开方法计算水深变化区域驳船运动响应

本文主要研究在近岸水深变化区域两维矩形驳船的运动。变化底部被分解为连续的阶梯且驳船所在流体域被划分为一系列矩形子域。在每个流体子域中采用特征函数展开方法表达速度势,并通过连续性假设求解速度势的值。文中对计算方法的收敛性进行了讨论并给出表达式中参数的推荐值。本文计算驳船在平底和斜底条件下的水动力系数并与文献结果进行对比,同时把驳船在非规则波中的运动响应与水池试验结果进行了对比验证。

任意水深变化Boussinesq型方程非线性波数值计算

首先从一个含有耗散项的高阶非线性和频散性波浪理论模型出发 ,建立了适用于任意底坡变化 ,相对水深 h/ L0 ≤ 1的非线性波数学模型。应用全隐式交错网格和二阶精度中心差分法 ,得到离散方程组。进一步对其一阶导数项进行修正 ,达到与方程高阶项同量阶精度。精度检验表明本文计算结果与理论解和物理模型结果符合良好。

渤海岸线及水深变化对水动力影响的数值模拟

为探究渤海岸线及水深变化对水动力的影响,基于Delft3D水动力学模型,选用2003年和2015年作为围填海前后的典型年份,建立了围填海前后岸线及水深条件下的渤海三维水动力模型,并对水动力场进行了模拟。通过对围填海前后潮波和潮余流的分析,得到了岸线及水深变化对渤海水动力场的影响。结果表明:填海后,岸线及水深变化会对渤海主导分潮M2分潮产生较大影响,秦皇岛附近无潮点向西北方向偏移,渤海海域M2分潮振幅总体减小;潮致余流场受岸线及水深变化影响较大,其中渤海湾曹妃甸港南部形成复杂的涡流,沿岸海域余流增大;滨海新区附近形成多个小范围环流,且天津港到黄骅港北部沿岸海域2015年余流比2003年增加3~5 cm/s;黄骅港南部形成一个逆时针环流,并且该处余流减小2~5 cm/s。辽东湾辽河口附近由于水深增加导致余流减小2~7 cm/s。莱州湾黄河口附近的逆时针环流向东南方向移动,黄河口北部余流略有减小,东南部余流明显增大,增加量最多能达到9 cm/s。刁龙嘴南侧顺时针环流减小,北侧顺时针环流增大4~9 cm/s。

水深变化时水下发射装置的内弹道计算

本文讨论了不同水深对水下发射装置最大膛压和弹丸出膛口速度影响的实验现象 ,提出了将水深的影响折算到次要功中去的思想 ,提供了不同水深内弹道的计算方法 ,并用实验数据验证 。

对沿岸新旧水深图深度变化原因的分析

沿岸水深测量结束时一般要进行新旧水深资料的比对,以便科学处理测绘中的技术问题。对可能引起水深图深度变化的原因进行了分析,归纳了以下几个因素:沿岸海底地形发生了变化,海图深度起算面发生了变化,水位改正方法的改进引起的变化,其他因素引起的深度变化等。

塔里木盆地北部寒武纪海平面变化研究

在以往的沉积学研究中，常常用剖面中的相对水深变化来讨论海平面的变化规律。本文通过对塔里木盆地北部寒武纪上超点变化曲线与肖尔布拉克地区寒武系露头剖面中相对水深变化曲线的对比研究发现，上超点变化曲线与相对水深变化曲线具有明显的差异，前者在寒武纪呈持续上升趋势，而后者除早期有一快速上升外，总体呈持续下降趋势，这说明相对水深变化虽与海平面变化存在着本质的联系，但单凭露头剖面中相对水深变化的研究是难以对海平面变化作出正确估价的，还必须综合考虑基底沉降、沉积物供给等多种因素的影响。计算机模拟结果也证实了，在碳酸盐台地的浅水处，当基底沉降速率较低时，无论是海平面上升还是下降时期，相对水深均呈现持续下降趋势。为了能从露头剖面的地层层序中来了解海平面的变化规律，本文应用作者改进后的Ｆｉｓｃｈｅｒ图解和数学方法对肖尔布拉克寒武系剖面进行了海平面变化的重建，结果发现，它们与上超点变化曲线的变化趋势完全一致。这充分说明了海平面变化对沉积层序的控制作用，同时也告诉我们，不能简单地利用露头剖面中的相对水深变化来研究地质历史时期的海平面变化规律。只有在排除了不同沉积背景上基底沉降速率和沉积物供给速率对沉积层序的控制效应后，才能从露头剖面?

从露头剖面层序中求解海平面变化

海平面变化规律是层序地层学研究核心内容之一。在露头剖面的沉积学研究中，通常只能对水深变化作出估价，而难以直接判断海平面的变化情况。因此，如何从露头剖面的地层层序中来求解海平面的变化，是摆在我们面前的一个难题。本文介绍了用数学方法和改进后的Ｆｉｓｃｈｅｒ图解来求解在特定沉积背景下形成的地层层序所反映的海平面变化情况，并用上述方法对塔里木盆地北部肖尔布拉克地区寒式纪露头剖面进行了海平面变化的重建，得到了良好的结果。

明渠恒定渐变流水面变化规律探讨

针对明渠恒定渐变流的水面变化问题,根据水力学能量方程,建立了明渠恒定渐变流的能量微分方程,并推导出水位及水深的沿程变化规律,通过数学推导,得出明渠恒定渐变流在缓流和急流状态下的水面变化规律。该规律不需对河渠水面线进行分区分情况讨论,适用于各种河渠断面,适用性强,在河渠设计中,也可以通过该规律反算河渠参数,使河渠满足水位和水深的工程要求,实用性强。

卫星遥感反演水深技术在偏远地区海图测量中的应用

在偏远水域进行海图测量一直是个难题,遥感反演水深技术的发展弥补了传统海图测量的局限性。本文重点讨论了基于Stumpf模型和多时相方法的多光谱卫星遥感水深反演技术,分析了影响其质量的主要因素,通过在海南岛偏远水域的工程实践案例,评估和验证了其一般精度和可靠性,认为其结果除可用于测量和规划海图之外,还可作为海图现势性评估、海底变化检测和测量优先级确定的工具,为在偏远地区、未测量区域以及动态变化水域改进海图测量提供了新的途径。

中国船长遭遇的外籍引航员

引航员也叫“引水员”“领港”和“领江”,他们必须是精通航行技术,能够引领船只进出港口,以及引导通过河流、海峡和沿岸的某些地带的专业人员。熟悉航行水域的水深变化、潮汐变化,以及暗藏的浅滩、暗礁、沉船的位置,掌握来往船舶航行基本规律……这些都是引航员必备的。

层序地层学在应用中的两点误区

层序地层学作为沉积地质学中的一门新兴学科已经有了近半个世纪的发展历史,相关理论也日臻完善。然而在应用中仍然存在一些误区:一是不恰当地理解基准面变化与水体深度变化的关系;二是不恰当地通过分析水深变化来推断水进水退。以伊通盆地某断陷(下文称M断陷)s2段为例,分析了基准面升降与水深变化、水深变化与水进水退的关系。结果表明,基准面的升降与水深没有完全一致的变化关系,基准面上升,水体也可能变浅。水深变化不是判断水进水退的充分条件,即使同是水进或水退也会因为所处位置不同而表现出水深变化的差异性。

水波聚焦的研究

利用水波槽装置观察到了水波聚焦现象,并利用流体力学中的表面波理论,借用光学中对折射率的定义,推出了与光线通过薄透镜聚焦完全对应的水波聚焦理论公式,以及焦距随水深变化的关系曲线,从而将水波的几何特性与光波的几何特性统一起来。

中全新世以来乌鲁木齐东道海子B剖面沉积物源探讨与分析

用激光粒度仪对乌鲁木齐河尾闾的东道海子B剖面样品进行测试,获得机械组成的原始数据。样品粒度分布频率曲线可以分为4种类型。不同类型的曲线反映了不同的碎屑物源组成和不同的沉积环境:在该剖面正态尖峰代表风沙物源,偏态宽峰代表河水物源,正态尖峰和偏态宽峰的叠加代表风沙物源与河水物源的混合,鞍状宽峰可能与深水环境有关。整个剖面反映了从约5000aBP到约200aBP湖面逐步扩大、湖水加深,碎屑物源由以风沙补给为主,逐步转为水源碎屑的趋势。剖面下部的风沙沉积层代表全新世大暖期晚期的暖干环境。约自4500aBP碎屑物源反映湖面开始扩张,4500至3100aBP显示3次快速气候波动,3100aBP之后水深增加,除1980aBP前后显示有短暂的风沙活动之外,主要反映河流碎屑入湖变化情况和湖水水深变化。

东西观海探潮汐

潮涨潮落,浪奔浪流,地球受到太阳和月球的万有引力作用,而使各类水体广泛存在潮汐现象。在垂直方向上它表现为上升和下降,水平方向上表现为涨潮和退潮。海面上升到最高处和海面下降到最低处之间,海滩和港湾水面和水深变化很大,因此预测潮汐时间对沿海地区居民的生活和航海活动都非常重要。为实现这项功能,人们制定了潮汐表,预报沿海某些地点在未来一定时期的每天潮汐情况。这种表格是如何起源和发展的呢?

长江口北支近期河床演变分析

根据20世纪80年代以来北支实测水下地形资料,全面分析了长江口北支河段近期河床演变特征。分析表明:近期北支河床呈累积性淤积。在目前河势条件下,堡镇港以下崇明北沿边滩淤积速度将会加快;随着河宽大幅度缩窄,北支深泓线趋于稳定;为维持北支一定的水深,保障河道一定的航运功能,满足沿江两岸有关县市的引、排水需要,可对进口段进行一定的疏浚,适当增加分流比。

长江口北港近期河床演变分析与治理对策

根据20世纪70年代以来北港实测水下地形资料,全面分析了北港河段近期河床演变特征。分析表明,近期北港随着河宽的缩窄,河槽表现为淤滩冲槽,河道水深呈持续增大之势。长兴岛头护滩与圈围工程的实施,稳定了北港分流鱼嘴,但进口上游扁担沙尾时有沙体被切割下移,给北港稳定分流造成了极大的隐患。为了维护目前南、北港良好的河势条件,应及时加强扁担沙南缘及下边缘的固滩整治工程。

琼东南盆地坡折带斜井时深关系研究

发育了一系列岩性圈闭的琼东南盆地坡折带是天然气勘探的重点目标和领域,但在该坡折带上,当沿斜井轨迹的水深变化很大时,常规计算时深关系的方法往往会失效,致使时深关系求取困难。为此,从理论上剖析了该坡折带上常规VSP测井和声波测井计算的时深关系与准确时深关系之间存在差异的原因。结果表明:常规声波测井和VSP测井是沿井轨迹方向计算时间和深度值的,只考虑了井口位置上的水深影响,而在斜井变水深的条件下,求取时深关系则需要计算井轨迹上每个点的垂向深度及其所对应的传播时间且不同位置对应着不同的水深值。在理论研究的基础上,采用变水深斜井VSP速度建模方法,开展了射线追踪正演模拟;通过分析VSP正演记录初至时间和实测记录初至时间的相关关系,进行速度模型迭代更新,建立了井附近地层的速度模型,从而得到坡折带上沿斜井轨迹水深变化条件下的时深关系。结论认为,与常规基于标志层方法计算的时深关系相比,所建立的变水深斜井VSP速度建模方法不受地面地震资料品质的限制,保证了井轨迹上每个点时深关系的准确性且精度更高。

长江上游边滩河段水力特性试验研究

通过查阅长江上游宜宾至重庆段的航道图,统计枯水位条件下顺直边滩的高度、滩宽与河道宽之比等形态参数,设计两种临水面坡度不同(α=0.167和0.200)的滩体,利用概化模型试验,研究其在不同水力条件下主要断面的水深和流速变化规律。结果发现:水深是影响主要断面同一测点水深变化和流速变化的的主要因素,即距离滩头越近壅水现象越明显,当流量等水力条件相同时,水深增加,紊动作用减弱,同一测点水深变化量越小,沿程断面的垂向平均流速、近底平均流速和断面平均流速的变化均相应减小。研究成果将为交错边滩的水流特性及演变机理提供参考。