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淤泥质海岸深水航道回淤强度数值研究
| 论文题名： | 淤泥质海岸深水航道回淤强度数值研究 |
| 关键词： | 淤泥质海岸;数值模拟;深水航道;回淤强度 |
| 摘要： | 淤泥质海岸深水航道的泥沙淤积一直是困扰航道开挖和港口建设的突出问题,对航道回淤状况进行现场勘测也往往受海况、成本等因素制约,面临着许多现实的困难和挑战;而对淤泥质海岸深水航道回淤强度进行数值模拟研究,不仅会节省大量的成本,还可以针对极端海况下航道的回淤强度进行模拟预报,这对于类似海岸下航道选址和港口规划都具有重要的意义。本文基于靖海湾海域这一浪控和潮控的淤泥质复合型海湾,综合运用波浪、潮流、泥沙数学模型,从以下三个方面进行了数值研究: 首先,运用MIKE21 SW谱波浪模型分别以2004、2005年的风场数据为驱动,针对中国连云港-韩国罗州群岛连线以北,中国威海成山头-朝鲜长山串连线以南的黄海海域大范围波浪进行模拟,并与实测值进行对比验证,验证结果良好。然后用MIKE21 HD FM水动力模型、MIKE21 MT FM粘性泥沙模型对靖海湾海域大潮和小潮期的潮流、泥沙进行了数值模拟,根据实测站位数据分别对潮位、流速、流向、悬沙浓度进行了对比验证,验证结果总体上比较良好。 其次,对纯潮流作用下20万吨级航道的四季冲淤演变进行数值模拟,分析纯流作用对靖海湾海域海床高度变化的影响;重点对风、浪、流共同作用下10万吨级和20万吨级航道四季的底床冲淤演变、航道纵向不同研究剖面沿程淤积进行数值模拟分析,并对比了两种工况航道横向断面的年回淤强度和航道沿程年回淤强度;通过20万吨级航道在纯流作用和风、浪、流共同作用两种不同模拟情况的对比,分析靖海湾海域的冲淤以及航道沿程年回淤强度变化规律。研究结果表明:外航道3km-4km里程段是航道年淤积强度最高的位置;随着航道开挖水深的增加,航道沿程淤积高峰厚度和淤积范围都有所增大,随着航道向深海延伸,回淤强度逐渐减小;加入风、浪影响后,航道的回淤强度明显增强,这种影响在风、浪作用较强的夏季表现的尤为明显。 最后,参考相关水文规范和以往研究成果,确定此区域50年一遇的12种极端海况潮位和波浪要素,对极端海况作用24小时后,研究区域的悬沙分布、海床高度变化和航道回淤强度进行了预报分析。研究结果表明:短时间内因台风、寒潮等复杂海况形成强波浪和极端增水,增大了泥沙的掀扬和输移,使得航道淤积高峰位置向近港方向移动;极端海况加剧了深水航道在短时间内的回淤强度,其一天产生的淤积量相当于平时几倍甚至十几倍,工程中应引起足够的重视。 |
| 作者： | 王德利 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 梁丙臣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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