"径向粗化"机理解析

不断增加的野外证据和室内水槽试验的结果表明:在一定的空间尺度内,非均匀底沙在向下游输运的过程中会出现“径向粗化”的现象,即颗粒级配沿径流方向增大的现象。本文基于热力学第二定律和泥沙运动力学的相关理论,探讨了形成这一特殊现象的内在机理。研究表明,“熵致相变”和“体积排斥效应”决定了具有混合粒径的颗粒系统在趋向平衡态的演化过程中,不同属性的颗粒会发生分异而相同属性的颗粒则会聚集在一起,特别是粗颗粒群体通常集中分布在系统的边缘处。但是这一过程的实现不仅需要外部对称破坏场如水流的剪切作用等来触发和强化,也需要通过“逆序级配”的运动途径来实现。而后者则是由以碰撞作用为主的颗粒运动中产生的法向离散力所决定的。     

洋口港LNG码头栈桥沿程桩基局部冲刷分析

洋口港LNG码头栈桥工程位于西太阳沙人工岛东北侧海域,水流条件复杂,海床泥沙活动性强,LNG栈桥建成后沿程桩基周围即产生不同规模的冲刷坑.通过对比栈桥建设前后海床地形变化,分析了桩基冲刷坑形成、发展过程.结合工程海域水沙动力环境,阐明了桩基冲刷坑分布规律、原因,总结出强潮流粉沙质海岸工程建设所引起的局部冲刷一般规律.研究结果表明:LNG栈桥沿程桩基冲刷形态分布与涨、落潮优势密切相关,而冲刷范围与强度则受流速大小和桩基规模的影响.冲刷坑早期发展迅速,在平面形态基本稳定后仍有进一步冲深的可能,应采取适当的工程护底防护措施.     

离岸堤在海岩防护中的应用探讨

由于海岸侵蚀问题日益严重,海岸防护已成为海岸工程研究的重要内容.通过对目前常用的几种海岸防护形式的综述,提出离岸堤是一种有效且应用广泛的护岸结构物.根据国内外的研究成果,从水动力过程、泥沙运动机制以及岸滩响应等方面,阐述了出水离岸堤的防护机理,并总结归纳了堤后岸滩响应的预报经验公式和稳定岸线形态模型.最后,回顾了近年来离岸潜堤在海岸防护中的研究概况,对其防护机理进行了初步分析,并在此基础上就离岸潜堤防护的进一步研究提出了建议.     

"水道-沙洲"3D可视化模型的构建及应用——以小庙洪—三沙洪水道为例

利用surfer 8.0内置的克里格插值算法,将小庙洪-三沙洪海域的数字地形数据转化为等深线图(DFX格式),并根据工程设计的需要,提取部分等深线导入3ds max中.根据不同的比尺要求,设置不同等深线的相对高程,生成3种垂直比尺的3D模型.比较模型的可视化效果,并从海域管理、工程规划与设计及可视化动画3个方面总结了3种模型的不同应用.     

Wave-induced flow and its influence on ridge erosion and channel deposition in Lanshayang channel of radial sand ridges

Very limited modeling studies were available of the wave-induced current under the complex hydrodynamic conditions in the South Yellow Sea Radial Sand Ridge area（SYSRSR）. Partly it is due to the difficulties in estimating the influence of the waveinduced current in this area. In this study, a coupled 3-D storm-surge-wave model is built. In this model, the time-dependent varying Collins coefficient with the water level method（TCL） are used. The wave-flow environment in the Lanshayang Channel（LSYC） during the ＂Winnie＂ typhoon is successfully represented by this model. According to the modelling results, at a high water level（HWL）, the wave-induced current similar to the long-shore current will emerge in the shallow area of the ridges, and has two different motion trends correlated with the morphological characteristics of the ridges. The wave-induced current velocity could be as strong as 1 m/s, which is at the same magnitude as the tidal current. This result is verified by the bathymetric changes in the LSYC during the ＂Matsa＂ typhoon. Thus, the wave-induced current may be one of the driven force of the ridge erosion and channel deposition in the SYSRSR. These conclusions will help to further study the mechanism of the ridge erosion and channel deposition in the SYSRSR.     

金塘水道南岸码头建设对岸滩动态的影响

采用潮汐水流物理模型试验和泥沙淤积计算，研究、预测了现状条件下和金塘水道南岸拟建码头实施后大榭岛西侧浅滩的淤长趋势。在“大流大沙”环境中，海岸码头建设使浅滩区的落潮流速和进入穿山水道落潮流量均减小，导致浅滩加速淤长。现状条件下浅滩仍会淤长，拟建码头实施后，浅滩淤长速率和幅度均大于现状。     

“水道-沙洲”3D可视化模型的构建及应用——以小庙洪-三沙洪水道为例

利用 surfer8．0内置的克里格插值算法，将小庙洪-三沙洪海域的数字地形数据转化为等深线图（DFX格式），并根据工程设计的需要，提取部分等深线导入3ds max中．根据不同的比尺要求，设置不同等深线的相对高程，生成3种垂直比尺的3D模型．比较模型的可视化效果，并从海域管理、工程规划与设计及可视化动画3个方面总结了3种模型的不同应用．     

海上风电桩基局部冲刷试验研究

风电桩基既承担风机自身荷载,又受到叶片转动的侧向压力,桩基稳定性至关重要。海上风电桩基不仅受潮汐双向水流和波浪共同作用的影响,而且桩基尺度介于通常的桥墩和码头桩基之间,局部冲刷具有一定特殊性。通过建立1∶60的正态模型,研究了洋口海域海上风电桩基在波浪、潮流及波流共同作用下的局部冲刷。结果表明:潮流是控制该海域桩基局部冲刷的主导因素;往复流作用下的冲刷坑形态呈椭圆形,最大冲刷深度约为恒定流的80%;当波流共同作用时,由于桩前波浪振荡水流的作用,泥沙较水流作用时更易起动,局部冲刷显著增强,最大冲刷深度为潮流和恒定流作用下的2.0与1.7倍;韩海骞公式计算值按照系数0.75折算后与波流作用下的桩基冲刷深度试验值较为吻合。根据试验结果,建议对桩基周边局部冲刷坑进行抛石防护,确保海上风机的安全稳定。     

海平面上升背景下辐射沙脊风暴潮增水研究

海平面上升将对沿海环境构成严重威胁,风暴潮灾害频发和加剧是其中的重要表现。相关研究揭示水深和潮波变化是引起风暴潮增水与海平面上升之间非线性关系的两大主要因素。在地形和潮波系统较为复杂的苏北辐射沙脊海域这种非线性关系尤为明显。总结了该海域潮波、风暴潮特征和海平面变化趋势,利用WRF模式和Delft 3D风暴潮模式相结合,建立了东中国海和南黄海二维天文潮-风暴潮耦合数学模型。分析研究了海平面上升以后,相同路径和强度的两种典型台风作用下,辐射沙脊海域风暴增水极值和高潮位变化。分析结果表明:海平面上升后,辐射沙脊海域增水作用普遍减弱,近岸较外海明显;而在辐射沙脊中、南部,海平面上升对天文潮高潮位的增强作用要强于对风暴增水的减弱作用。