河口海岸工程模型试验若干问题研究

发布时间：2020-08-01 09:19

【摘要】：河口海岸地带是陆地和海洋的交汇处,为实现经济的可持续发展,需要实施的工程措施包括河口治理工程、港口工程、岸线防护工程和环境保护工程等。河口治理工程中,研究河口潮流物理模型的验证方法并利用该模型进行拦门沙航道整治方案的优化研究是河口海岸工程的重要问题。港口工程在设计时需利用波浪物理模型试验或数值模拟确定港池水域平稳度,为港区平面配置提供技术支持。 以广利河口为例,研究了缓混合海相河口潮流物理模型的验证方法,总结了口门潮位、河口段潮位对模型扭曲水道长度、加糙方法、加糙范围和潮汐箱控制站潮型曲线等主要模型参数的响应规律,并以此为核心内容,提出了该类型河口的模型验证方法,提高了模型验证的效率和精度。 以广利河口为例,系统分析了缓混合海相河口的水文泥沙和河床演变特征,指出粉沙质河口拦门沙航道整治须同时采取疏浚和建设导堤的工程措施。由此,通过潮流定床模型试验,首先研究了拦门沙航道轴线的四种基本方向对河口的纳潮量、潮位和拦门沙航道流速分布的影响,确定了最佳方向,与现场调研结果相符。接着,以此方向为基础进行优化,研究了航道过水断面面积、导堤顶高程组合、航道拐弯段环流、口门布置形式等对航道内流速、流向和局部流态的影响,并采用局部动床定性试验验证了工程方案流速、流态分布合理,基本能维持航道设计通航水深并满足设计船型的航行条件。最后,研究得出工程方案各段导堤对维持航道水深的贡献存在大的差异,建议根据贡献大小确定施工顺序。 港内水域平稳度的研究有两类方法,一是波浪物理模型试验,二是波浪数值模拟。研究中经常遇到造波线和等深线夹角较大以致造波线上各点波要素的差异不能忽略的情况,此时边界条件的确定成为难点：对于单口门港池,物理模型试验采用口门处设置一个验证点的“一段造波法”,通过“凑波”确定边界条件是可行的,但对于多口门港池,这种方法中验证点的位置对试验结果存在较大的影响；数值模拟中,某些模型(如目前被广泛应用的Mike21Boussinesq方程模型)不能给出符合实际情况的边界条件。本文通过实例论证了Mike21的Boussinesq方程模型不宜将波要素验证点设在作为造波边界的造波线上,而应借鉴物理模型试验的“凑波”方法,将验证点设在拟建口门处,在原始地形上对边界条件进行修正。接着,对多口门港池,提出了各口门分别设置验证点的“分段造波法”,可以据此对数值模拟的边界条件进行的修正,并对物理模型试验解决同样问题采用“一段造波法”的做法提出了改进的建议。最后,将“分段造波法”应用于两口门港池、造波线和等深线交角近90°的情况,给出了合理的计算结果。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P753
【图文】：

己属弱混合型，而泥沙主要来自流域，a>0.5，称弱混合陆相河口，如黄河口。中国四种类型河口形态见图1.1。么滋合海相河口映口钱塘江口)级视合海相河口映口广利河口、黄浦江口卜姗被合陆相河口沙口黄河口升级棍合陆海双相河口映口长江口、珠江口)图1.1中国河口四种类型〔7〕 Fig.1.1FourtyPesofrivermouthinChina另外，Davis和Hayes[8]认为:潮差△H<2.0m为弱潮，△H>4.om为强潮，介于两者之间为中潮。罗肇森[9]根据中国情况，认为1.5m<△H<2.om的河口，潮流的作用还比较强，因此定义:△H>3.5m称强潮，△H引.sm称弱潮，1.5<△H三3.5m称中潮;基于河口水体含沙量s(kg/m3)

(m)5.694.004.594.602.223.052.311.772.682.661.301.000.824.53(kg/m3)钱塘江椒江欧江鸭绿江射阳河灌河黄浦江雨江辽河长江珠江韩江黄河闽江0.150心O0.211.030.5615.000.20河口湾河口湾河口湾三角洲河口湾河口湾河口湾河口湾三角洲三角洲三角洲三角洲三角洲峡湾(江)强潮、多沙、河口湾型强潮、多沙、河口湾型强潮、多沙、河口湾型强潮、少沙、网状三角洲型中潮、多沙、河口湾型中潮、多沙、河口湾型中潮、少沙、河口湾型中潮、多沙、河口湾型中潮、中沙、三角洲型中潮、三角洲型弱潮、少沙、网状三角洲型弱潮、少沙、网状三角洲型弱潮、特多沙、圆弧状三角洲型强潮、少沙、峡江型566:013.43O八

本文编号：2777272