防城港海湾污水扩散试验研究

来源 :第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cart008
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围填海是沿海国家满足经济发展、港口开发及城市建设需求的重要工程手段,围填海往往引起海湾潮流场的变化以及纳潮量、水交换能力的减小,导致水质污染,带来水环境和生态环境的变化.以防城港海湾围填规划为例,建立了水平比尺为660、垂直比尺为100的物理模型,通过模型试验观测潮流场、模拟污水扩散特性,研究了防城港海湾围填前后东两湾水体交换能力的变化以及污水扩散的影响.结果表明,东湾围填面积占东湾水域面积的24.6%,西湾围填面积占西湾水域面积的9.5%,围填后整个防城港湾总纳潮量减少了20%,海湾水交换能力有所降低,污水扩散范围和稀释度也有所变化.
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基于非线性k-ε模型封闭的N-S方程,建立在追踪自由面方面具有高精度的PLIC-VOF波浪数值水槽.通过实验数据,对数值水槽进行验证,结果显示该数值方法能够有效地追踪波浪自由面,并较精确的模拟波浪破碎时的翻滚和气体的卷入以及波浪在冲泻区上坡和州落过程.分别考虑1∶10和1∶20两种坡度,对在规则波浪作用下冲泻区水流的流场、涡量场、紊动动能和紊动耗散率进行探讨.结果表明冲泻区内的波浪爬坡开始时有,一
应用有限差分方法直接求解三维N-S方程,结合流体体积(VOF方法)自由表面追踪技术和部分单元体法处理任意结构物边界技术,建立波浪对准椭圆沉箱作用的三维时域数值模型.计算结果表明三维数值波浪水池模型模拟的波浪传播过程耗散小,重复性、均匀性和稳定性都比较好,直立圆柱上的水平波浪力计算结果与波浪绕射解析解符合较好.通过数值波浪水池模型研究了kD、B/D、T等参数对准椭圆沉箱波浪力的影响.
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通过全面的试验研究,给出了斜向波作用于直立堤上的波浪力,着重分析了单宽直立堤上最大正向波压力随波浪方向、波高和波长的变化规律.结论如下:当波浪正向入射,立波作用于直立墙面时,最大正向波压力与波长无关,仅与波高相关;当波浪斜向入射时,最大正向波压力与波长密切相关,其值大于正向入射的情况,在工程实践中必须予以足够重视;当入射波向角θ< 45°时,由于涡旋的影响非常复杂,需要对其作用机理进一步深入研究,
在总结波浪引起的斜坡堤堤心压力研究进展的基础上,通过在波浪水槽中选取典型断面型式并采用均匀堤心石进行模型试验,分析堤心压力的分布型式及其衰减规律.
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对小园山东防波堤断面进行波浪模型试验研究,以了解波浪作用下试验断面各组成部分稳定性和越浪对堤后波高的影响,并完善试验断面结构型式和尺度,为下一步防波堤设计提供重要的技术依据.
潜堤或透浪式构筑物是常用的水工建筑物,带有潜堤或透浪式建筑物的总平面设计方案比较常见.近年来由于受到可利用码头岸线的限制,大型港口例如天津港以及滨州港的防波堤逐步向深水延伸,距离长达十儿公里.受到场地的限制,目前来说应用最成熟的平面物理模型实验研究手段无法完成实验研究,只能通过数学模型试验手段对带有潜堤或透浪式建筑物的总平面设计方案的可行性做出判断.由于潜堤的模拟过程非常复杂,包括着越浪、波浪透射
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以潮流数值模型为基础,通过工程后港内流场计算、泥沙淤积计算和波浪计算,进行了浙北渔港选址的研究,选择浙北渔港的港址并确定相对较佳的渔港建设方案.