崩破波作用下粉沙悬浮运动特性的试验研究

粉沙质海岸在我国沿海广泛分布,由于粉沙运动特性既不同于沙又不同于泥,其易于起动和沉降,在大风天破波作用下水体含沙量急增,常造成港口外航道骤淤,严重影响港口正常运营,造成巨大的经济损失.本文通过室内1％和2％缓坡长水槽试验,初步研究了粉沙在破波作用下悬浮运动特性,分析了破波带内、外粉沙悬浮特性的变化规律,基于拜格诺能量原理,提出了崩破波作用下水体挟沙力计算公式,公式拟合效果较好.研究成果将为粉沙运动特性理论研究、航道泥沙回淤预报以及港口航道工程规划设计等提供一定的参考.     

长江口水源地取水口盐度对径潮动力的响应

上海市饮用水的80%来自长江口三大水源地——陈行水库、青草沙水库和东风西沙水库。枯季盐水入侵一直是长江口水源地安全面临的最大威胁。作为河口区域的主要动力, 有必要进一步研究径流和潮汐对长江口水源地盐水入侵的影响。通过建立长江口平面二维潮流盐度数学模型, 对长江口盐水入侵进行模拟, 分析了水源地取水口盐度过程与潮位过程的关系, 探讨了北支盐水倒灌对水源地的影响。研究结果表明:三大水源地因位置不同, 盐度过程线特征也不相同。水源地取水口盐度过程线与潮位过程线的关系可作为受北支倒灌盐水和正面入侵盐水影响程度的重要依据。北支盐水倒灌发生时, 东风西沙水库、陈行水库、青草沙水库水源地分别在大潮、中潮及小潮时受倒灌盐水影响最为严重。随着径流增大, 水源地受盐水入侵影响的时间会提前, 但是盐度则随径流的增大而减弱。     

新水沙条件下靖江边滩演变特性及影响因素研究

在新水沙条件下,长江下游重点河段河势变化对相关涉河建筑物将产生重大影响。以福姜沙及靖江边滩实测水沙资料为研究对象,分析了靖江边滩的演变特性;同时,分析了上游来水来沙、近岸涨落潮、工程河段滩槽河势变化等多因素对靖江边滩演变的影响。研究表明:近年来在上下游河势变化影响减弱,上游来沙减少的趋势下,靖江边滩冲刷后淤长速度将放缓,演变周期将有所加长。     

航道工程中的浮泥研究综述

对浮泥层的定义,船舶航行对浮泥的影响及浮泥对航道工程的影响进行了分析,指出浮泥层对航道适航水深的确定和航道回淤量计算的影响较大。由于浮泥的成因和运动规律复杂,影响因素众多,浮泥对航道工程的影响研究有待于深入。     

潮汐河口治理研究

介绍了国内外不同类型潮汐河口的治理情况和整治工程研究的主要技术手段，指出河口治理是流域性的系统工程．需协调好与防洪减灾、航道建设、水土资源利用以及生态保护之间的关系，只有对河口进行综合治理．才能保持河口的健康生命和整体价值。     

岛礁地形抛石护岸稳定性试验研究

岛礁地形是一种特殊的海岸形式,国内外学者对波浪在岛礁地形上的传播变形研究较多,但对于岛礁地形上的护岸工程研究较少,缺乏对关键设计参数的研究。以马尔代夫机场岛护岸工程为例,通过比例尺为1:10的波浪水槽物理模型试验,分析研究了3种不同岸坡宽度、4种不同水深和波浪组合工况下的护面块石稳定性。结果表明,前沿岸坡宽度,即护岸坡脚至礁缘之间的距离是影响抛石护岸稳定性的重要因素。在同样水深、波况及护岸块石质量条件下,护面块石的失稳率随岸坡宽度的增加而减小。进一步分析发现,为保障护岸安全,抛石护岸外坡坡脚宜布置于波浪破碎点之后,且与破碎点之间距离不应小于浅水波长的26%,即0.26T$ \sqrt{g h_{\mathrm{e}}}$。     

空气射流动力学特征与冲沙作用试验研究

针对空气射流冲沙方法目前相关理论研究还不够深入的现状,利用水下排气冲击细颗粒床沙,对空气射流的动力学特征与冲沙作用进行水槽试验。在空气射流清水试验中,总结归纳了羽流发展的4个阶段,通过正交试验信噪比分析发现气压是羽流下切长度的主要影响因素,局部紊动强度随空气射流压强的增大而增大,且沿横向迅速衰减。在气动冲沙浑水试验中,总结归纳了冲沙坑的3个发展阶段,通过正交试验信噪比分析确定了影响冲沙效果的显著因素,并利用方差分析建立冲沙效果回归方程,预测值与实测值对比结果表明该方程预测效果较好。     

钦州湾新港区布置对航道水流影响物理模型试验研究

钦州港新建港区位于10万t级东航道和30万t级油码头航道水域,该规划方案对其航道水流及横流均有影响。借助潮流物理模型试验,模拟整个钦州湾海域潮流情况,对规划方案航道水流及横流进行了分析研究。模型试验研究表明:3个方案中30万t级油码头航道流速变化幅度在0.10 m/s以内,西岸线东航道处流速增加幅度均在0.20 m/s以内,方案1增加范围幅度最大。 新港区水流主流在10万t级东航道,方案布置对西侧10万t级东航道水流及横流影响大于方案口门之间30万t级油码头航道,岸线圆滑处理后的方案3东航道横流减少明显。方案布置应尽量利用东航道横流较小的环抱式方案。     

水沙数学模型与可视化系统的集成研究

基于VC＋＋平台开发了二维水沙数学模型与可视化的集成系统（NHRS-2D）,给出了系统中关键环节的处理方法,包括计算模块以Fortran生成动态链接库（DLL）的形式集成到系统中;以读写DXF文件的方式与AutoCAD实现了互接;多线程编程等．该系统包括前处理模块、计算模块及后处理模块3个部分．前处理模块具有正交曲线网格的生成、绘制、地形数据的摘取等功能;计算模块可进行河道水沙数值计算、河口海岸潮流泥沙计算及波一流共同作用下的泥沙计算等,并实现了计算过程的实时显示;后处理模块实现了流场、流线、含沙量场、河床（海床）变形等动态可视化的制作和显示,并能以AutoCAD的形式实现流场、等值线图的绘制等．系统采用Windows风格的菜单、工具栏及窗口操作,界面友好,可视化程度高．     

三峡库区典型岩溶隧道突涌水灾害防治与应用

三峡翻坝高速公路沿线水文地质条件极其复杂,岩溶不良地质十分发育,隧道施工突涌水风险极高。为控制突涌水风险,经过大量工程实践,依托三峡翻坝高速公路,提出一套高风险岩溶隧道突涌水防治体系。首先,通过岩溶水文地质调查方法,分析地层岩性、地形、地貌等信息,揭示区域岩溶发育特征和补排通道,并对降雨量、水流流量等数据进行长期观测,确定区域岩溶水的补径排特点;然后,通过分析突水风险孕险环境与致险因子,结合施工工程动态信息,对隧道突水进行动态风险评估,提出并成功实施一种基于隧道施工风险评估的超前地质预报体系;最后,根据综合超前地质预报结果,对突水治理方案进行动态优化设计,确定治理区段与治理方案,并在施工过程中进行开挖、支护和注浆的质量控制。经三峡翻坝高速典型岩溶隧道鸡公岭隧道的应用证明,该体系可有效规避大型突涌水等地质灾害,可为三峡库区和清江流域内其他工程所借鉴,具有广泛的应用前景和工程实用价值。