波浪挟沙能力及航道骤淤机理的研究

从理论上对波浪作用下的“挟沙能力”进行了定义和推导,基于波浪的悬沙和挟沙机理,求得波浪作用下泥沙浓度分布函数。在此基础上,对河口海岸区域及航道的骤淤进行了研究,依据河口泥沙的骤淤形成和发生情况的不同,将其划分为大于水体极限含沙量型骤淤(绝对骤淤)、不平衡输沙型骤淤、风浪停止型骤淤以及异重流停顿型骤淤四种模式,并分别给出了4种骤淤模式的计算方法。分析表明,黄骅港附近海域与航道,属于不平衡输沙型骤淤、风浪停止型骤淤两种类型,黄骅港实际含沙量分布和航道骤淤情况计算结果验证了本文所提模式。

港湾深槽骤淤的条件探讨

深槽骤淤指深槽底部在特定条件下产生的快速淤积,通常以浮泥形式出现.综合分析杭州湾、三门湾和象山港的地形地貌、水文泥沙及深槽固定剖面风暴前后或大、小潮期间的地形变化得出港湾深槽产生骤淤的基本条件:(1)有丰富的细颗粒物质的供应源;(2)迅速衰减的动力条件;(3)存在明显的负地形.三个条件必须同时得到满足,深槽才能产生骤淤.杭州湾泥沙来源丰富,终年悬沙浓度高,东试挖槽附近受长江冲淡水次级锋面和钱塘江冲淡水锋面影响较大,因此在一个大小潮周期内水动力条件减弱时挖槽处可产生骤淤.三门湾泥沙来源较丰富,正常天气的年份内潮滩处于缓慢淤积状态,而深槽处于冲淤基本平衡状态,但在风暴等灾害性天气下发生强烈的滩、槽泥沙交换,若风暴后处于中小潮汛期则深槽发生骤淤.象山港由于环境隐蔽,水清沙少,沿岸潮滩狭窄,缺少骤淤的物源,即使风暴作用后鹰龙山深槽也没有产生骤淤.

开敞式航道粉砂骤淤的随机分析

沧州港建成投产以来，其开敞式航道在大风作用下常常发生严重的骤淤现象。文中以能量平衡为基础，建立计算粉砂骤淤的经验公式。通过近期实测骤淤量数据，率定公式中的待定参数。根据1979～2003年期间的大风观测数据，后报得到每年最大风况产生的开敞式航道的粉砂骤淤量。比较选择多种单因素极值统计模式，对年最大粉砂骤淤量序列进行长期统计预测。估计骤淤量的重现值，为港口航道的防淤减淤工程提供必要的技术参数。

京唐港粉沙质海岸风暴潮骤淤及整治工程措施物理模型试验

分析了粉沙质海岸京唐港附近自然条件,回顾了该港口近20a来的工程实践和探索研究,阐明了风暴潮引起的航道骤淤机理。开发建立了波浪潮流共同作用下泥沙物理模型,首次成功地进行了风暴潮骤淤物理模型复演,并对抵御风暴潮骤淤的挡沙堤整治工程措施进行了试验研究,提出了京唐港航道抵御风暴潮骤淤的挡沙堤布置应采用平行航道的东西挡沙堤平齐的延堤方案基本结论,该方案实施后效果良好。该研究的技术手段及京唐港挡沙堤布置完善的成功经验可为类似工程实践提供借鉴,具有重要的推广应用价值。

黄骅港外航道寒潮风暴潮及大浪作用下泥沙骤淤数值模拟

建立了多重嵌套网格的渤海湾风暴潮-波浪-泥沙运动数值模式,模拟了渤海湾2003年10月的一次强寒潮风暴潮。以黄骅港航道整治工程为例,模拟研究了航道整治工程前后的流场和泥沙场。研究发现,寒潮风暴潮期间,风暴潮引起的沿岸流使得黄骅港外航道跨越航道横流明显增强,为输沙提供了动力条件;黄骅港二期外航道在此次风暴中骤淤严重,口门外3～19 km段泥沙回淤在2.0 m以上;采用三期拦沙堤防护工程可以规避近岸破波区高含沙水流,外航道最大淤积区向外移,可以起到明显的防淤减淤作用。

台风浪对长江口深水航道骤淤的影响研究

概述风暴对长江口航槽短期地形变化的影响和研究现状,将缓坡方程、Boussinesq方程和动谱平衡方程进行分析比较,选择后者做为长江口台风浪数值预报模式。介绍球坐标下动谱平衡方程模型及方程右端源汇项的处理方法,以9912号台风对波浪数值模型进行验证。数值预报EES向20m/s风场下深水航道水域波浪要素:有效波高分布和波浪水质点底部轨迹运动速度分布。由泥沙起动底流速公式得到深水航道水域底沙起动底流速场,根据长江口波浪水质点底部轨迹运动速度的均方根值与泥沙的起动底流速之差的分布场进行骤淤机理分析。结果表明在EES向20m/s风场作用下横沙浅滩和九段沙浅滩的大部分水域底部泥沙将被掀扬至水体,部分泥沙在跨槽水流带动下会进入航道而造成严重淤积。最后提出研究长江口深水航道风暴骤淤问题的进一步工作。

黄骅港外航道骤淤分析

通过对黄骅港海域的海岸类型、波浪、潮流、含沙量、泥沙特性及泥沙运移形态等自然特性的研究,分析了黄骅港外航道开挖以来屡次出现强淤和骤淤的原因及特点。

粉沙质海岸航道骤淤期悬移质挟沙力研究

悬移质挟沙力是粉沙质海岸航道骤淤预测的关键性参数,目前缺乏有效的研究成果。通过大尺度波浪水槽对缓坡下的粉沙质海岸骤淤期破波掀沙机理进行试验观测和研究,根据能量平衡原理,建立粉沙质海岸在崩破波作用下悬浮泥沙运动的能量平衡方程式。能量平衡方程式的要点在于波浪所提供的有效能量损耗中,除了传统的底摩擦损耗和悬浮泥沙所消耗的能量外,还应增加崩破波引起的能量损耗。在此基础上提出粉沙质海岸骤淤期悬移质挟沙力公式,并得到试验资料的初步验证。

浙东淤泥质潮滩试挖槽台风骤淤观测分析

在浙东开敞海区的淤泥质浅滩上开辟深水航道具有一定的风险。试挖槽试验表明,浅滩上泥沙粒径变化较大,台风作用下试挖槽内泥沙聚集,快速密实,淤积量较大,发生骤淤,仅存在少量的浮泥。骤淤现象主要由于浅滩处于破波带,泥沙属于极细沙,试挖槽内流动弱,槽底泥沙群体沉速大。

从京唐港大风期骤淤浅议粉沙质海岸建港布置和航道选线

选用已有资料,使用了大风期航道骤淤的概化模型BEDMUD,对京唐港2003年10月的大风进行航道骤淤后报,比对后报结果与实测值,说明该模型是实用可信的,并阐明了已建挡沙堤的作用;根据计算,说明淤积的原因;根据淤积原因并参考国外一些港口建设经验,讨论今后类似粉沙质海岸的港域和航道布置原则。这是一项非生产任务的探索,目的是积累经验并进行学术和工程技术方面的讨论。

滨州港外航道大风天泥沙骤淤沿程分布预报

根据波浪预报理论、能量传递理论和能量平衡原理,将风生浪—浪掀沙—潮输沙—航道淤积这一复杂的海洋动力转化过程简化;抓住开敞式航道泥沙骤淤的源头因素,建立航道泥沙骤淤与大风天有效风能的关系,根据实测资料进一步建立骤淤淤强沿程分布计算关系式。滨州港外航道大风天泥沙骤淤沿程分布预报主要采用类比分析方法;依据相邻港口黄骅港的实测资料拟合淤积率相关系数,通过对不同口门位置不同航道等级不同大风重现期等多方案组合的计算分析,为滨州港外航道平面布置方案的比选提供了技术支撑。

台风浪作用下长江口深水航道骤淤数值模拟

极端天气条件下,波浪引起的高含沙水体会引起航道骤淤,增大航道回淤量。以"马勒卡"台风期间现场水文资料为基础,建立了波流共同作用下的长江口三维潮流泥沙数学模型,研究北槽航道骤淤问题。数学模型验证了"马勒卡"台风期间的北槽水沙过程,相似性较好,通过分离波浪,探讨了潮流与波流共同作用下的含沙量及航道淤积分布差异,研究了台风浪对航道骤淤的影响。研究表明,台风浪对-15 m等深线以浅水域含沙量影响较大,北槽含沙量自上游至口外逐渐增大,改变了常态天气北槽"中间高、两头低"的含沙量分布趋势。台风浪对北槽口内航道回淤分布影响较小,北槽口外航道淤积量剧增,即航道骤淤主要发生在北槽口外。

基于第三代浅水波浪模型的海区泥沙骤淤数值预报及工程应用

在简要介绍现有近岸波浪数值模型的基础上,对应用了最新波浪研究成果、适用于海岸、湖泊和河口地区的第三代浅水波浪数值预报模型的研究和应用进行了详细论述。通过该模型数值计算得到黄程山局部区域不同风向的有效波高分布,将模型与海区泥沙骤淤机理相结合,进而得到整个区域平均含沙量的分布,并数值预报近岸区域骤淤量随时间的变化,研究成果可为海区大风浪情况下骤淤预报提供理论指导,本文最后讨论了泥沙骤淤计算模型未来发展的趋势。

洋口港航道骤淤的可能性分析

利用“9711”台风浪实测资料,计算了洋口港航道所在海区在“9711”台风浪作用下床沙的悬浮上扬过程,得出洋口港航道不具备骤淤的可能性。

粉沙质海岸航道骤淤重现期的确定方法

粉沙质海岸港口外航道骤淤通常是由风浪造成的,在众多影响因素中,只有波浪和波浪引起的泥沙运动具有随机性。文章提出了"有效风能"概念,从理论上推导了粉沙质海岸由风况计算骤淤积量的概化模型,应用黄骅港实测资料进行了率定和验证,指出骤淤量与风能存在线性关系,利用率定后的关系公式计算了黄骅港不同大风的淤积量,建立了黄骅港航道淤积量的概率分布曲线,并指出大风骤淤量的概率分布服从P-Ⅲ分布和对数-正态分布。

台电煤港泥沙骤淤特征和形成条件研究

台电煤港在台风浪作用下往往会发生严重的泥沙骤淤。为了解淤泥质海港的骤淤特征,本文依据台电煤港的现场观测资料,特别是台风后连续多日的水深和浮泥密度观测资料,分析了台电煤港的台风骤淤量、淤泥面随时间变化过程和淤泥密度垂线分布等骤淤特征,归纳出了骤淤发生条件,并提出了利用部分表层淤泥作为水深使用的适航水深技术作为应对台电煤港泥沙骤淤的主要措施。台电煤港的骤淤特征、骤淤形成条件以及适航水深技术,可为其他淤泥质海港的骤淤研究提供参考。

淤泥质海岸波致液化及航道骤淤问题初步研究

研究波浪与淤泥海床相互作用导致的海床液化、体积冲刷和高浓度近底悬沙的层移输运问题。采用de Wit提出的液化判别条件及计算方法,结合连云港近岸波浪和淤泥力学特征,计算不同来波条件下淤泥质海床的液化深度;进一步考虑浑水中含沙量对流速的折减影响,计算液化层运移速度分布。计算结果表明,大浪条件下,淤泥质海床可能有较大的液化深度,但层移厚度不大。由于层移含沙量较高,在近底水流驱动下仍能形成较大的输沙率和一定规模的大风天航道骤淤。有关研究成果为海床稳定性分析和输沙计算提供了新的思路和方法。

大风期黄骅港外航道的骤淤估算及防淤减淤措施探讨

黄骅港运用后,偏北大风引起外航道的泥沙淤积严重。根据2002年及2003年的实测数据,本文使用新近完善的风、浪、流共同作用下的输沙公式及已编制成的大风期航道回淤预报程序,进行回淤的验证和计算,计算表明:预报结果与实测比较相当符合。参考已有的文献资料,提出了用潜堤作为防淤减淤的措施。

滨州港外航道骤淤研究及可挖性分析

根据滨州港区水深、水文泥沙等现场观测资料,分析港区水动力变化规律和工程海域海床冲淤态势,论述外航道骤淤及可挖性。结果显示:大风淤积将成为滨州港建港后的重点和难点;在航道尺度和走向与黄骅港基本相同的情况下,滨州港建成后外航道淤积严重程度将超过黄骅港;滨州港外航道挖泥具有一定难度,且恶劣天气情况出现后,-6 m等深线外一定范围出现"铁板砂"现象的可能性极大。根据预判,滨州港回淤物粒径粗于黄骅港,且黏土含量小于黄骅港,可预计外航道的开挖(或清淤)难度较黄骅港大。

粉沙质海岸港口航道骤淤防治标准研究

介绍粉沙质海岸界定标准中的泥沙中值粒径参数值,以及粉沙质海岸不同类型划分。结合港口航道淤积特点,提出粉沙质海岸港口航道泥沙骤淤防治设计标准问题;将重现期概念应用于骤淤统计,以此衡量骤淤的强弱;同时,对骤淤重现期的合理防治标准进行论证,给出建议标准值。