波浪潮流共同作用下长兴岛海区二维悬沙输运数值模拟研究

根据近岸地区波浪、潮流与泥沙运动的规律,把波浪运动概化为在潮周期中具有时均意义的波浪流分布场,将波浪辐射应力以及波流底部剪切应力耦合到潮流运动方程和悬沙输运方程中,建立了非结构网格下近岸波浪和潮流共同作用下的二维悬沙输运数值模型。时间离散采用欧拉向前格式,空间离散采用有限体积法的显式格式。将模型应用于矩形海湾实验和大连长兴岛附近海区悬沙冲淤过程的实际算例。结果表明:波浪对潮位影响很小,但是对近岸流速有较为明显的影响;波流共同作用对近岸泥沙浓度影响比单纯考虑潮流作用可提高40%～100%的幅度。     

波浪作用下悬沙浓度垂线分布的研究

根据波浪作用下的泥沙悬浮机理,即影响泥沙悬浮的主要因素从近床面的紊动扩散逐渐过渡到自由表面的波动水质点周期运动,提出了全水深悬沙扩散系数的表达式,建立了悬沙垂向时均浓度分布的显式解析模型,并进一步讨论了参考含沙量和床面摩阻系数的合理取值。计算值与测量值的比较表明,该浓度分布模型与不同尺度的水槽实验数据吻合较好。     

长江口悬沙含量垂向分布数值模拟

根据长江口北槽和南槽实测的水沙资料，利用垂向一维悬沙数学模型模拟了长江口悬沙含量及其分布，并对摩阻流速和临底悬沙含量进行了简要分析。结果表明，计算值与实测值较为吻合。     

潮汐河口平面二维悬沙输移及河床变形的数值模拟

本文应用平面二维非恒定水流运动方程和悬移质不平衡输沙方程，针对不同物理量的特性，采用不规则网格的差分法求解水流运动方程和有限控制体积法求解悬移质泥沙输移方程。利用杭州湾水文泥沙实测资料对模型进行了验证，所得结果是满意的。     

伶仃洋三维潮流输沙的数值模拟

作者使用垂向坐标变换技术，结合有限差分方法建立了三维潮流输沙的数学模型。为了增加模型的稳定性和减少数值耗散，对悬沙对流扩散方程中的水平对流项采用三阶迎风格式离散。应用本模型对伶仃洋的枯季和洪季的潮流输沙的悬沙场进行了数值模拟，将模拟结果与实测资料进行比较，二者吻合较好。模拟结果分析表明：伶仃洋悬沙运动主要集中在西滩，对伶仃航道影响不大；洪季水体含沙浓度高于枯季；水体含沙浓度沿水深存在浓度梯度，且洪季的浓度梯度明显大于枯季。     

波浪作用下涡动沙纹床面的悬沙运动数值研究

作者建立了波浪作用下的立面二维水沙数值模 型，并对涡动沙纹床面的悬沙运动进行研究。结果表明：悬沙颗粒的沉降速度较小时，其运 动受到涡动力特性的影响比较显著。而且在沙纹波峰断面和沙纹波谷断面，半个周期里都可 以观察到两个悬沙分布的峰值，主要是由于流动分离形成分离涡，涡运动携带泥沙颗粒而出 现峰值。计算成果在一定程度反映了涡动结构对悬沙运动的影响。     

波浪与潮流共同作用下二维泥沙数学模型

针对河口海岸地区波浪与潮流运动的特点,将波浪过程概化为潮周期中具有平均意义的波浪流要素,叠加到潮流运动方程中,以模拟长时段的水流运动及泥沙场的变化,建立了波浪与潮流联合作用下二维泥沙数学模型,包括贴体正交曲线坐标系下水流运动方程、非均匀悬沙、底沙输移方程、初始条件、边界条件、动边界技术及数值计算格式,引进前期含沙量的概念,得到了潮流挟沙能力公式,波浪作用下的挟沙能力采用窦国仁公式,浮泥挟沙能力采用罗肇森公式。计算的瓯江口、温州湾潮位过程与原型吻合良好,8个断面的46条垂线同步流速、流向过程计算值与实测值吻合较好。在此基础上,探讨了多连通域复杂边界条件下瓯江口拦门沙航槽开挖后潮流与风浪作用下悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的模拟问题。     

博贺湾海域悬沙输移机制分析

根据博贺湾海域大潮期间的水文泥沙实测资料,采用悬沙通量机制分解法将悬沙净输移通量分解为多个动力项,并分别从平流输沙、潮泵输沙和垂向净环流输沙三方面分析了悬沙输移机制。结果表明:博贺湾海域大潮期间拉格朗日余流基本沿涨潮方向,离岸越远,余流值越大,欧拉余流大小与拉格朗日余流相近,斯托克斯余流接近于零;平流输沙在悬沙净输移中占主导作用,其中欧拉余流输沙作用方向与涨落潮优势流相关;博贺湾海域潮泵效应输沙作用不强,潮泵作用由涨落潮潮流和含沙量在潮周期的不对称性引起;垂向余环流输沙作用很弱,垂向净环流输沙和拉格朗日余流和含沙量的垂向分布有关。     

洋沙泡风生流强度数值模拟分析

洋沙泡作为浅水湖泊是白城市主要灌溉及饮用水水源,内源污染是影响其水质的主要原因.为查明风生流对其水环境的主要影响,利用MIKE21建立洋沙泡二维水动力模型,采用单一控制变量法,模拟了风速、风向和引水流量对洋沙泡风生流强度的影响进行分析.结果显示,风速是影响风生流强度的最主要因素,这与其较浅的水深有关,与4m/s风速相比,7m/s风速作用时整个湖泊流速平均增长63.6％,盛行风向作用下风速越大湖流流速越快;引水流量对湖流流速的影响范围有限,仅会影响引水口周边水域的水流流速,但湖泊整体流速减慢了4.9％;风向的改变会直接导致环流流向的变化,西南风和东北风分别作用时,洋沙泡湖流流速并没有明显的差别.研究结果可为洋沙泡日后的水环境治理提供流场分布数据.     

东方电厂配套码头在波流共同作用下的动床泥沙模型研究

东方电厂南防波堤外侧100 m左右有一条平行于堤的水下天然气管线。防波堤的建设将改变附近海域的潮流场,引起堤外侧海滩滩面发生冲淤变化。通过建立波流共同作用下的动床泥沙模型,进行了常年水文条件和极端水文条件下的试验研究,分析了防波堤的建设对天然气管线所在位置的冲淤影响,以及防波堤堤前冲刷,提出了相应的防护工程措施。     

波流共同作用下的海湾温排水数值模拟

近年来我国在滨海地区建设了许多大型的热电厂,这些热电厂的运行需要以冷却水为载体将废热释放到海湾中,热电厂的温排水改变了排水口附近局部水域的流场,并且使水温上升,导致工程附近水域的生态环境发生变化。针对上述问题,考虑河口海岸地区波浪与潮流运动的特点,通过辐射应力、底应力以及表面风应力将波浪对流场的影响进行耦合,建立了一个波浪、潮汐联合作用下的二维水动力及温排水数学模型,通过对某大型火电厂温排水的数值模拟,较好地显示了该火电厂附近水域的流场、温度场分布情况,为工程附近生态环境评价提供重要的科学依据。     

江苏如东海域波浪数值模拟研究

根据如东海域地形、波浪特点及验证点布置情况,以如东海域的风速资料为基础,依据风生浪的理论和方法推算风浪尺度,采用MIKE21 SW数值模型对如东海域的设计波浪要素进行模拟和分析,根据波浪验证点的要素对比来验证模型模拟的准确性和可靠性,解决了因实测资料缺失导致传统方法无法计算的局限性,并对计算方法和模型的适用性进行了探讨。计算成果作为基础性资料,可广泛应用于海上风电领域的工程建(构)筑物的设计。     

汕尾电厂进港航道疏浚悬浮物扩散数值模拟

利用交替方向隐格式(ADI法),首先对工程海域潮流场进行了数值模拟,进而建立了工程海域疏浚悬浮物的二维输运——扩散模型,并应用于汕尾电厂进港航道疏浚区的悬浮物输运扩散数值模拟预测,根据预测结果分析了进港航道疏浚区施工期间悬浮物对附近水环境的影响。     

丁字河口附近海域冬季悬浮体特征及其对潮流运动的响应

基于冬季实测的悬浮体及潮流数据,分析丁字河口附近海域悬浮体的分布、组成及变化动力因素。研究结果表明：水平方向上,海域表层悬浮体浓度总体呈南高北低的分布趋势;垂直方向上,底层悬浮体浓度要明显高于表层,且分布形式较表层更为复杂。但在丁字河口附近及悬浮体高值区二者分布形态一致。悬浮体粒径与潮流流速有明显的相关性,最粗粒径出现在落急阶段,最细粒径出现在涨憩期间。主要为涨、落潮期悬浮体来源及携砂能力不同所致。     

某滨海电厂防浪墙的模型试验与设计优化

结合某滨海电厂工程防浪墙的模型试验与设计优化研究实例,探讨滨海防浪墙经济合理和造型美观的设计方案,优化后的弧形防浪墙较常规直立防浪墙高度低,节省投资,造型美观,海岸风景带易于修建,且整体稳定性有所提高。     

柔性地下连续墙在某核电站海域工程中的应用

柔性地下连续墙成功地应用于广东某核电站海域工程水上抛石堤中，使海域工程形成基坑采用干地施工方案得以成立，取得了明显的技术经济效益，同时还解决了核电站排水明渠循环温排水对核电站的取水水温造成影响的问题，重点介绍柔性地下连续墙在核电站工程应用中的工程设计特点，以及解决在水上抛石堤中孔成槽困难和塌孔漏浆问题所采取的主要施工技术措施等，供滨海工程设计和施工参考。     

电厂附近海湾水沙环境演变数值模拟研究

建立了一种海域温排水、泥沙数学模型,对泥沙、波浪边界条件的处理等问题进行了研究,通过计算对电厂附近海域温排水、泥沙运动进行了分析,表明建立模型是一种解决某些实际工程问题的有效方法。     

基于GMS的岩溶区火电厂地下水污染物运移模拟

根据毕节市某拟建火电厂水文地质条件,利用GMS软件建立研究区地下水流模型、溶质运移模型。在防火堤底部采取黏土、防水混凝土、土工膜3种不同防渗材料情况下,模拟柴油泄漏在研究区强径流带的运移情况,结果表明:不同防渗材料下污染物渗漏的影响范围相差较大,采用黏土和防水混凝土作为防渗层时,柴油泄漏后向含水层各个方向发生运移,污染羽大致呈椭圆形,污染物以渗漏点为中心沿水流方向向下游扩散,进入强径流带后迅速流入地下暗河;采用土工膜作为防渗层时,污染物几乎未透过土工膜渗入地下水。     

波浪能发电现状及关键技术综述

当今世界煤炭以及石油等传统能源日渐减少,节能减排及将广阔大海里超过25亿kW的可再生清洁波浪能转化成高效的电能,是对波浪能行之有效的利用。研究波浪能发电的国内外现状、常见波浪能发电装置的工作原理与基本技术,以期改进装置对各种海况的适应能力,迅速提高波浪能发电效率。