海陽中心漁港工程附近海域水動(dòng)力及泥沙沖淤數(shù)值模擬.pdf

1、漁港的建設(shè)涉及到護(hù)岸建設(shè)、場(chǎng)地回填以及港池疏浚等環(huán)節(jié),將會(huì)導(dǎo)致海岸線以及水深的變化,從而使得工程附近的水動(dòng)力條件發(fā)生變化,流速、流向等因素的改變又會(huì)對(duì)污染物質(zhì)輸移以及泥沙淤積產(chǎn)生影響。由于工程一旦建成,這些影響便不可恢復(fù),屬于不可逆的影響。因此,工程施工前選擇合理的設(shè)計(jì)方案顯得尤為重要,合理的工程設(shè)計(jì)方案要求對(duì)海洋環(huán)境的影響要小。本文通過對(duì)海陽中心漁港工程附近海域水動(dòng)力及泥沙沖淤的數(shù)值模擬研究,并通過分析數(shù)值模擬結(jié)果,得出合理最優(yōu)的方案

2、,為海陽中心漁港工程的建設(shè)提供科學(xué)指導(dǎo)。
　　海岸地區(qū)一般水深較淺,潮流運(yùn)動(dòng)的水平尺度遠(yuǎn)大于垂直尺度,流速等水力學(xué)參數(shù)沿垂直方向的變化較水平方向的變化要小得多。因此,可以采用沿水深積分的平面二維水動(dòng)力和泥沙輸運(yùn)模型來進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　MIKE21是丹麥水力研究所(簡(jiǎn)稱DHI)開發(fā)的系列水動(dòng)力學(xué)軟件之一,屬于平面二維自由表面流模型。MIKE21軟件自1993年研發(fā)以來,在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用,解決了大量地工程問題,為工程的

3、建設(shè)提供了理論上的指導(dǎo)。
　　本文基于MIKE21軟件,建立了工程海域二維水動(dòng)力模型以及泥沙輸運(yùn)模型,研究海陽中心漁港工程建設(shè)對(duì)附近海域水動(dòng)力和泥沙沖淤的影響,選出較優(yōu)方案,為海陽中心漁港的建設(shè)提供理論上的指導(dǎo)。主要的工作內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1、本文通過對(duì)丁字河口、千里巖、古龍嘴與岸線圍成的海域水深、地形資料的搜集,利用MIKE21軟件,建立了二維水動(dòng)力模型。并通過一些實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)該模型的一些特征點(diǎn)進(jìn)行了潮位、流速以及流向

4、的驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明,該模型是可靠的,適用于實(shí)際工程項(xiàng)目中,還對(duì)工程區(qū)域大范圍海域的流場(chǎng)特征進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。
　　2、在建立的水動(dòng)力模型驗(yàn)證正確的基礎(chǔ)上,利用MIKE21軟件分別建立了海陽中心漁港兩種方案建設(shè)后的二維水動(dòng)力模型,并數(shù)值模擬了工程建設(shè)對(duì)工程附近海域水動(dòng)力的影響。利用數(shù)值模擬結(jié)果,進(jìn)行水動(dòng)力變化的影響分析。對(duì)兩種方案建設(shè)后對(duì)水動(dòng)力場(chǎng)的影響進(jìn)行了定量分析,通過對(duì)15個(gè)代表點(diǎn)的流速分析,表明方案1建設(shè)后流速的變化小于方案

5、2建設(shè)后的流速差值變化,即方案1建設(shè)后對(duì)周圍流場(chǎng)的影響小于方案2。
　　3、在水動(dòng)力場(chǎng)的基礎(chǔ)上,耦合了泥沙輸運(yùn)模型。數(shù)值模擬了波流耦合作用下全年和強(qiáng)浪風(fēng)向SE(15m/s)大風(fēng)作用24h后下,工程前和兩種方案建設(shè)后海底的地形沖淤情況。兩種工程方案分別建設(shè)后,對(duì)海陽港和冷家莊之間的外海海域海底地形變化影響均較小,不同方案建設(shè)后泥沙沖淤對(duì)海底地形變化影響的區(qū)別主要體現(xiàn)在工程附近區(qū)域。
　　4、無論是波流耦合作用下全年的沖淤趨勢(shì)還

6、是 SE(15m/s)大風(fēng)作用24h后的沖淤趨勢(shì),兩種方案建設(shè)后港池內(nèi)都有不同程度的淤積,但不會(huì)對(duì)通航造成影響;兩種建設(shè)方案的差別主要體現(xiàn)在對(duì)擬建碼頭和岸線之間水道的沖刷作用加強(qiáng),以及疏港路橋梁下水道沖刷程度的不同。根據(jù)沖淤數(shù)值模擬預(yù)測(cè)結(jié)果分析不同建設(shè)方案對(duì)工程附近疏港路穩(wěn)定性的影響,方案1由于建立了東、西防波堤,使得疏港路附近的沖刷程度減小,能很好地保護(hù)疏港路的穩(wěn)定。因此,通過泥沙輸運(yùn)模型的計(jì)算結(jié)果分析得出,方案1優(yōu)于方案2。