淤泥質(zhì)海岸深水航道回淤強(qiáng)度數(shù)值研究.pdf

1、淤泥質(zhì)海岸深水航道的泥沙淤積一直是困擾航道開挖和港口建設(shè)的突出問題,對(duì)航道回淤狀況進(jìn)行現(xiàn)場勘測也往往受海況、成本等因素制約,面臨著許多現(xiàn)實(shí)的困難和挑戰(zhàn);而對(duì)淤泥質(zhì)海岸深水航道回淤強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)值模擬研究,不僅會(huì)節(jié)省大量的成本,還可以針對(duì)極端海況下航道的回淤強(qiáng)度進(jìn)行模擬預(yù)報(bào),這對(duì)于類似海岸下航道選址和港口規(guī)劃都具有重要的意義。本文基于靖海灣海域這一浪控和潮控的淤泥質(zhì)復(fù)合型海灣,綜合運(yùn)用波浪、潮流、泥沙數(shù)學(xué)模型,從以下三個(gè)方面進(jìn)行了數(shù)值研究:<

2、br>　　首先,運(yùn)用MIKE21 SW譜波浪模型分別以2004、2005年的風(fēng)場數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng),針對(duì)中國連云港-韓國羅州群島連線以北,中國威海成山頭-朝鮮長山串連線以南的黃海海域大范圍波浪進(jìn)行模擬,并與實(shí)測值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果良好。然后用MIKE21 HD FM水動(dòng)力模型、MIKE21 MT FM粘性泥沙模型對(duì)靖海灣海域大潮和小潮期的潮流、泥沙進(jìn)行了數(shù)值模擬,根據(jù)實(shí)測站位數(shù)據(jù)分別對(duì)潮位、流速、流向、懸沙濃度進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果總體上

3、比較良好。
　　其次,對(duì)純潮流作用下20萬噸級(jí)航道的四季沖淤演變進(jìn)行數(shù)值模擬,分析純流作用對(duì)靖海灣海域海床高度變化的影響;重點(diǎn)對(duì)風(fēng)、浪、流共同作用下10萬噸級(jí)和20萬噸級(jí)航道四季的底床沖淤演變、航道縱向不同研究剖面沿程淤積進(jìn)行數(shù)值模擬分析,并對(duì)比了兩種工況航道橫向斷面的年回淤強(qiáng)度和航道沿程年回淤強(qiáng)度;通過20萬噸級(jí)航道在純流作用和風(fēng)、浪、流共同作用兩種不同模擬情況的對(duì)比,分析靖海灣海域的沖淤以及航道沿程年回淤強(qiáng)度變化規(guī)律。研究結(jié)果

4、表明:外航道3km-4km里程段是航道年淤積強(qiáng)度最高的位置;隨著航道開挖水深的增加,航道沿程淤積高峰厚度和淤積范圍都有所增大,隨著航道向深海延伸,回淤強(qiáng)度逐漸減小;加入風(fēng)、浪影響后,航道的回淤強(qiáng)度明顯增強(qiáng),這種影響在風(fēng)、浪作用較強(qiáng)的夏季表現(xiàn)的尤為明顯。
　　最后,參考相關(guān)水文規(guī)范和以往研究成果,確定此區(qū)域50年一遇的12種極端海況潮位和波浪要素,對(duì)極端海況作用24小時(shí)后,研究區(qū)域的懸沙分布、海床高度變化和航道回淤強(qiáng)度進(jìn)行了預(yù)報(bào)分析