单排三角锥透空圆孔礁坝保滩促淤的试验研究
发布时间：2022-02-08 22:46
借助波浪水槽断面模型试验,开展了不同设计水位下的单排三角锥透空圆孔礁坝对波浪的消减作用及对砂质岸滩地形演变和底层水质点运动轨迹影响的研究。由试验资料分析可知:人工礁坝对波高消减、波面形态及波浪爬高有较大影响;人工礁坝会削弱掩护区的水动力强度,减弱波浪挟沙能力,促使超饱和悬沙在礁后落淤,且通过对水质点水平运动离岸流速的阻减,防止底层泥沙产生离岸亏损。本试验研究在一定程度上揭示了人工礁坝的消浪阻流特征及砂质岸滩地形的响应规律,可为人工礁坝在砂质海滩防护中的应用提供依据。
【文章来源】：水利水运工程学报. 2020,(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
礁坝位置对岸滩地形的影响
试验在长30.0 m、宽0.60 m、深0.80 m的不规则波水槽中进行。水槽一端为低惯量直流式电机不规则造波机，另一端为消能设施。试验布置情况及单个礁体尺寸（原型）如图1所示。波高测量采用电阻式浪高仪，流速测量采用声学多普勒流速仪（设于3号波高仪断面处），地形测量用全站型电子测距仪。为防止鱼礁冲刷沉陷，在工程实践中需在礁体底部安装防护垫，并安装固定栓防止滑移[5]。试验开始之前需在现状海底地形状况下进行波要素率定，按照实测波要素，以JONSWAP风浪谱为靶谱模拟造波，用浪高仪采集记录波浪数据，进行谱分析，与靶谱对照，调整造波机推程和运动频率，直至试验波要素满足靶谱要求。原型波入射要素如表1所列。试验过程中，由于不规则波的不稳定性，每组工况测试波波数约700个，重复进行3次取其平均值作为实测数据，出现异常数据时检查仪器，并重新进行试验，以确保试验数据真实可靠。
试验通过改变三角锥透空圆孔礁坝距离参考点的位置，测得礁坝在不规则波作用下的波高数据，进而求得相应的透射系数。由于不规则波的不稳定性，每组工况进行3次造波试验，取3次数据的平均值计算礁坝的透射系数。相对位置用礁坝到参考点（零高程点）的距离和入射波长的比值表示，得到如图2(a)和(b)所示的有效波高透射系数与相对位置的关系。从图2(a)和(b)中可以看出，礁坝在3种不同水深情况下，25年重现期和50年重现期的有效波高透射系数与相对位置的关系均为明显的漏斗型曲线，在礁坝距参考点0.75L(L为入射波长）处有效波高透射系数最小，消波效果比较理想。礁坝摆放位置大于1.5H(H为入射波高）时，会出现有效波高透射系数大于有效波高自然衰减系数（即无礁坝时的衰减系数）的情况，说明此时礁坝的布置位置会使波能汇聚进而加速岸滩的冲刷，在实际工程中应避免此类情况出现。最大波高透射系数与相对位置的关系如图2(c)和(d)。可见，25年和50年重现期设计低水位及设计高水位时，最大波高透射系数在礁坝距参考点0.75L(L为入射波长）时达到最小值，但在极端水位时，透射系数的变化趋于水平直线且接近1，此时礁坝的防护作用相对较弱；2种重现期、3种水位的最大波高和有效波高透射系数规律保持一致，礁坝距参考点0.75L时，其消波效果最好，距参考点(1.50～2.00)L的位置是非线性部分驻波的波腹位置，礁坝位于此处防护效果最差。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同护面形式对潜堤透射系数的影响[J]. 赵涵,王震,王登婷,孙天霆,刘清君. 水运工程. 2018(10)
[2]潜堤透浪系数的试验研究[J]. 冯卫兵,王明明,崔川川. 水运工程. 2012(09)
[3]单排方形多孔鱼礁保滩促淤的试验研究[J]. 吴建,拾兵,范菲菲,陈举,那婧. 水利水运工程学报. 2011(03)
[4]多孔方形鱼礁对水动力环境影响的试验研究[J]. 吴建,拾兵,杨立鹏,陈举,孙秀峰. 海洋湖沼通报. 2011(02)
[5]混凝土人工鱼礁选型的初步分析[J]. 王磊,唐衍力,黄洪亮,姜昭阳,李灵智. 海洋渔业. 2009(03)
[6]波浪通过斜坡上潜堤的波能演化实验研究[J]. 陈杰,蒋昌波,邓斌,隆院男. 水动力学研究与进展A辑. 2009(04)
[7]不同结构离岸式潜堤消浪效果试验研究[J]. 陈兆林. 海岸工程. 2005(02)
[8]潮流和波浪的挟沙能力[J]. 窦国仁,董风舞,XibingDou. 科学通报. 1995(05)
[9]波浪作用下抛石堤的稳定性及消浪特性[J]. 杨正已,贺辉华,潘少华. 水利水运科学研究. 1981(03)
硕士论文
[1]波浪在潜堤上传播变形的试验与数值研究[D]. 王俊.中国海洋大学 2014
本文编号：3615893
【文章来源】：水利水运工程学报. 2020,(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
礁坝位置对岸滩地形的影响
试验在长30.0 m、宽0.60 m、深0.80 m的不规则波水槽中进行。水槽一端为低惯量直流式电机不规则造波机，另一端为消能设施。试验布置情况及单个礁体尺寸（原型）如图1所示。波高测量采用电阻式浪高仪，流速测量采用声学多普勒流速仪（设于3号波高仪断面处），地形测量用全站型电子测距仪。为防止鱼礁冲刷沉陷，在工程实践中需在礁体底部安装防护垫，并安装固定栓防止滑移[5]。试验开始之前需在现状海底地形状况下进行波要素率定，按照实测波要素，以JONSWAP风浪谱为靶谱模拟造波，用浪高仪采集记录波浪数据，进行谱分析，与靶谱对照，调整造波机推程和运动频率，直至试验波要素满足靶谱要求。原型波入射要素如表1所列。试验过程中，由于不规则波的不稳定性，每组工况测试波波数约700个，重复进行3次取其平均值作为实测数据，出现异常数据时检查仪器，并重新进行试验，以确保试验数据真实可靠。
试验通过改变三角锥透空圆孔礁坝距离参考点的位置，测得礁坝在不规则波作用下的波高数据，进而求得相应的透射系数。由于不规则波的不稳定性，每组工况进行3次造波试验，取3次数据的平均值计算礁坝的透射系数。相对位置用礁坝到参考点（零高程点）的距离和入射波长的比值表示，得到如图2(a)和(b)所示的有效波高透射系数与相对位置的关系。从图2(a)和(b)中可以看出，礁坝在3种不同水深情况下，25年重现期和50年重现期的有效波高透射系数与相对位置的关系均为明显的漏斗型曲线，在礁坝距参考点0.75L(L为入射波长）处有效波高透射系数最小，消波效果比较理想。礁坝摆放位置大于1.5H(H为入射波高）时，会出现有效波高透射系数大于有效波高自然衰减系数（即无礁坝时的衰减系数）的情况，说明此时礁坝的布置位置会使波能汇聚进而加速岸滩的冲刷，在实际工程中应避免此类情况出现。最大波高透射系数与相对位置的关系如图2(c)和(d)。可见，25年和50年重现期设计低水位及设计高水位时，最大波高透射系数在礁坝距参考点0.75L(L为入射波长）时达到最小值，但在极端水位时，透射系数的变化趋于水平直线且接近1，此时礁坝的防护作用相对较弱；2种重现期、3种水位的最大波高和有效波高透射系数规律保持一致，礁坝距参考点0.75L时，其消波效果最好，距参考点(1.50～2.00)L的位置是非线性部分驻波的波腹位置，礁坝位于此处防护效果最差。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同护面形式对潜堤透射系数的影响[J]. 赵涵,王震,王登婷,孙天霆,刘清君. 水运工程. 2018(10)
[2]潜堤透浪系数的试验研究[J]. 冯卫兵,王明明,崔川川. 水运工程. 2012(09)
[3]单排方形多孔鱼礁保滩促淤的试验研究[J]. 吴建,拾兵,范菲菲,陈举,那婧. 水利水运工程学报. 2011(03)
[4]多孔方形鱼礁对水动力环境影响的试验研究[J]. 吴建,拾兵,杨立鹏,陈举,孙秀峰. 海洋湖沼通报. 2011(02)
[5]混凝土人工鱼礁选型的初步分析[J]. 王磊,唐衍力,黄洪亮,姜昭阳,李灵智. 海洋渔业. 2009(03)
[6]波浪通过斜坡上潜堤的波能演化实验研究[J]. 陈杰,蒋昌波,邓斌,隆院男. 水动力学研究与进展A辑. 2009(04)
[7]不同结构离岸式潜堤消浪效果试验研究[J]. 陈兆林. 海岸工程. 2005(02)
[8]潮流和波浪的挟沙能力[J]. 窦国仁,董风舞,XibingDou. 科学通报. 1995(05)
[9]波浪作用下抛石堤的稳定性及消浪特性[J]. 杨正已,贺辉华,潘少华. 水利水运科学研究. 1981(03)
硕士论文
[1]波浪在潜堤上传播变形的试验与数值研究[D]. 王俊.中国海洋大学 2014
本文编号：3615893
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