用中子活化示踪技术研究天津港抛泥地底沙运动

本文应用中子活化技术分析检测泥沙中信号元素的含量，依据信号元素的运动特征来判断泥沙的运移规律，该议程克服了流明沙技术及放射性示踪技术的缺点，并能真实地模拟天然泥沙的运动特性，首次在我国天津港抛泥地底沙运动试验中获得成功。

抛泥监管系统在疏浚工程的应用实践

疏浚施工过程中,在外海疏浚物倾倒区距离远、信号差的条件限制下,采用北斗定位、GIS、超声波水位自动监测、高清红外摄像机等硬件设备,远程对疏浚抛泥全过程的动态监管,有效解决人工监管难的问题,实现全方位、全天候、无死角的高效管理。

泥沙云团运动特性对初始投放条件的响应研究

基于CFD-DEM耦合方法并依据沙水同轴射流实验建立泥沙云团水下运动模型,研究0.25 mm、0.50 mm和0.75 mm等3种粒径泥沙云团的水下运动特性,以及水沙中心速度对圆形、同轴环形、正方形和三角形等4种形状投放口的响应情况。研究结果表明:抛投泥沙入水后形成的泥沙云团由泥沙相为主的球形前锋和以液相为主的云团尾部组成,触底后云团的几何形态表现为稳态的泥沙射流;云团运动初始阶段水流截面形状与投放口形状保持一致,在沉降过程中逐步扩展并转化为圆形,云团沉降扩散过程中的运动形态与泥沙颗粒的粒径直接相关;投放口形状对云团中心速度的影响范围约为等面积圆形投放口内径的7倍,在此区域内非圆形截面投放口投放的泥沙云团中心速度快,但速度衰减率高。

长江口疏浚工程中的疏浚土抛泥工艺优化措施

文章以长江口疏浚工程实例为背景,综合应用资料分析、数学物理模型等研究方法,探讨疏浚土抛泥工艺的应用特点,辨识其中的问题,进而提出在应用该项工艺时的优化措施。实践表明,疏浚土抛泥工艺优化措施具有可行性,抛泥流失问题得到有效的控制,综合应用效果较佳。

疏浚抛泥区选划的研究

本文系统地总结了多次在疏浚抛泥区选划研究方面的经验,多学科地全面地提供了开展该方面研究的理论、方法及工作流程。 利用现代科学技术—数值模拟方法复演了在各种海动力及其作用下的泥沙运动,为确定科学、合理、安全、经济的抛泥区提供了可靠的数据。 本文给出的二个应用实例,证明该研究是成功的。

外海抛泥过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟

建立了平面2D潮流和增量悬沙输移扩散的数学模型,通过非结构网格的有限单元法离散求解。应用该模型对苍南电厂港池和航道疏浚物抛泥过程中悬沙扩散输移模拟,模拟结果与工程施工过程的监测结果吻合较好,数字化的再现了抛泥过程中悬沙的输移扩散机理,为苍南电厂港池和外航道疏浚物倾倒区选划和环境影响评价提供了依据。

长江河口北槽抛泥作业状态下的悬沙浓度分布与扩散过程

在长江河口北槽抛泥过程中 ,应用ASSM Ⅰ型声学悬浮泥沙观测系统观测悬沙浓度的时空分布规律 ,结合多普勒流速剖面仪走航式断面流速测量。研究发现 :( 1 )泥沙浓度垂向分布形成至少三种结构类型 ,即上小下大的“L”型和指数型 ,上大下小的“漂浮”型 ;( 2 )受抛泥泥沙输移的影响 ,断面流场形成低流速区 ,或分布在水体表、中层 ,或贯穿整个水体 ,形成流速切变锋 ,它们的强度随抛泥泥沙输移扩散逐渐减弱 ;( 3)在落潮流和颗粒重力共同作用下 ,抛泥泥沙同时存在输移扩散和沉降过程。小潮型抛泥泥沙主要就近扩散和沉降 。

淇澳岛东南拋泥区对珠海九洲港航道的影响

应用^(46)Sc放射性示踪沙技术,根据1989年4月的现场测试结果探讨了淇澳岛东南抛泥区泥沙的运移扩散规律及其对珠海经济特区九洲港航道的淤积影响。实验证明,该抛泥区所抛疏浚泥沙的运移扩散主方向恰是九洲港航道所在的方向。对伶仃水道的疏浚而言,该抛泥地的选择是合理的,但对九洲港航道来说,则存在一定的淤积影响,应采取相应的防淤和减淤措施,以提高港口的经济效益。

河口抛泥数学模型及应用

采用分布点源扩散模型结合平面二维粘性泥沙数学模型建立了模拟河口区开放水域抛泥输移的新方法 ,并对澳门水域疏浚抛泥的迁移过程进行了数值计算 .计算结果表明 ,受潮汐水流的影响 ,淤积主要在抛泥点附近较小范围内 。

波浪水流作用下疏浚抛泥损失的水槽实验

为了了解在恶劣海况下疏浚弃土的输移规律.在波流水槽中进行了单纯水流和波流联合作用下抛泥损失的模拟实验.实验表明,波流联合作用下抛泥损失率随波高加大的增长比单纯水流作用下损失率随水流速度加大的增长要明显.利用实验资料,估计了悬沙和底沙输沙造成抛泥损失率的分配和抛泥区底沙输移速度,并讨论了以波流场的挟沙能力作为参数分析抛泥损失率与流场动力特性关系的可行性,比较了窦国仁、刘家驹和曹祖德3种波流场的挟沙能力表达式用于这一分析的结果.

静水中抛泥过程泥沙云团下落运动机理研究

采用双流体模型研究了抛泥过程中泥沙云团下落运动机理,并通过实验验证了模型的合理性.试验图像表明,双流体模型比单流体模型更适合于这类问题的模拟.数值仿真发现,完整的泥沙云团下落过程可以分为3个阶段:加速下沉阶段、减速下沉阶段、渐近稳定下沉阶段.前两个阶段表现为水与整个云团的相互作用,类似于各向同性异重流,后一阶段表现为泥沙颗粒自然沉降.泥沙云团在加速下沉阶段所引起水的对称涡与泥沙云团的运动是不同步的,对称涡是引起泥沙云团扩散的重要因素.

长江口北槽抛泥流速和悬沙浓度时空分布观测

河口泥沙运动有其独特的规律,需要采用高分辨率的观测手段进行系统的现场观测,以此发现河口流速和泥沙分布结构,进而探讨其形成机制,应用声学多普勒流速剖面仪和声学悬浮泥沙观测系统,通过定点和走航式观测长江河口不同潮型和流态下流速和悬浮泥沙浓度时空分布发现:(1)不同潮型出现高浓度“事件”的次数和成因存在差异,中潮型出现高浓度“事件”的可能性最大;(2)抛泥泥沙浓度垂向分布至少有3种结构类型,即上小下大的“L”型、指数型和上大下小的“漂浮”型;(3)受抛泥泥沙输移的影响,断面流场形成低流速区,它们的强度随落潮流的扩散逐渐减弱;(4)不同潮型的落潮流表现出不同的输移行为,大、小潮型落潮流偏北,中潮型落潮流偏南;(5)在落潮流和颗粒重力共同作用下抛泥泥沙同时存在输移扩散和沉降过程,小潮型抛泥泥沙主要就近扩散和沉降,中潮和大潮型抛泥泥沙输移扩散范围较远。

抛泥运动研究述评及展望

抛泥运动的研究是港口和航道建设及维护经常涉及的内容。本文从现场观测及试验、抛泥运动机理及试验研究、抛泥运动数值模拟等方面对抛泥运动的国内外研究成果进行了较为全面的总结,分析了当前研究成果中存在的不足,对本学科的研究进行了展望。

静水中抛泥所形成的泥沙云团运动特征试验研究

本文在试验中运用成像分析方法,研究在静水中抛泥所形成的泥沙云团的运动。根据泥沙云团的运动触底前后,分扩散沉降和水平异重流扩展两个阶段分别进行分析。通过泥沙云团的面积、相对特征扩散度、前锋扩展速度、平均浓度等特征要素来分析扩散沉降阶段;通过泥沙云团的面积。

疏浚抛泥工程引起的悬沙增量变化分析

由描述工程前后二维悬沙运动的控制方程出发,梳理了二维悬沙增量控制方程的推导过程。利用过程中一系列的简化,阐明了悬沙增量方程与悬沙方程不仅是形式上的不同,其近底泥沙通量项已发生物理意义的改变,且求解的泥沙边界条件也发生变化。工程抛泥若造成沉降机率、沉降速度等参数及物理量发生较大变化,悬沙增量方程能否采用值得重新商榷,因此其适用范围需在计算中加以关注。在本文的实例计算中发现,采用工程前后悬沙运动控制方程比较得到的结果与悬沙增量控制方程计算结果大致相同。悬沙增量方程在实例中得到了较好的应用。

天津港抛泥区泥沙运动规律的研究

本文应用铱(Ir)作为信号元素制备示踪沙,并用中子活化分析方法检测信号元素的分布特征。在此基础上根据1988年8月现场测试结果探讨了天津港抛泥区泥沙运动规律。实验表明,天津港现行抛泥区的泥沙大部分背离航道向东北方向运移,对航道无明显回淤影响,该抛泥地的选择是合理的。

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。

苏北大丰港海域航道临时抛泥区悬沙扩散影响研究

以大丰港航道临时抛泥区抛泥为研究对象,建立苏北辐射沙洲大丰港海域二维潮流泥沙数学模型,研究了航道临时抛泥区抛泥后的泥沙运移特征及对周边航道、锚地的影响。研究表明,在地形和边界的约束作用下,抛泥区的水质点运动具有明显的往复流特征,大潮涨落潮水质点轨迹存在一定的流路分歧;抛泥区抛泥后,高浓度含沙水体呈南北条状形态,轴线与航道基本平行;涨急和涨憩时刻抛泥,悬浮泥沙对航道具有一定的影响,而落急和落憩抛泥,悬浮泥沙对锚地影响相对较大。

防城港口门外抛泥区潮流及质点轨迹模拟

模拟研究了防城港倾倒区潮流流场及质点的拉格朗日漂移 ,结果表明潮流动力场及倾倒点所选位置有利于保证航道的疏浚效果。

抛泥过程中泥沙云团运动的双流体大涡模拟与试验研究

本文采用双流体大涡紊流模型对静水中泥沙云团下落过程进行了研究。该模型针对每一相都建立了一个连续性方程、三个动量方程,并建立了一个体积率和等于1的代数方程。求解过程中采用压力校正法,校正压力根据每相连续性方程按照质量加权计算获得。计算模型成功地预测了云团触底前面积和扩散宽度变化转折点,对拦泥帷幕的设计将有重要意义。试验与计算结果吻合较好,表明本文模型合理。