海洋工程中悬浮泥沙源强的确定

施工产生的悬浮泥沙对附近海域水质影响的定量预测分析曾小辉;吴迪;肖笋【摘要】This paper focuses on the quantitative analysis and prediction on the impact of suspended sediment to the inshore water quality during Zhuhai port LNG channel dredging and construction process. To fully understand the distribution of inshore tidal current, on the basis of the inspection on the hydrological characteristics of the project sea area and its nearby waters, combining with the data from the test flow and tide gauge stations, as well as information on the preliminary work, this paper uses a numerical simulation method to simulate and calculates the state of tidal current field of the project sea area and its nearby waters, and reproduces its movement and characteristics. On the basis of the simulation of tidal current field, this model will predict the transport and diffusion of the suspension and be used to analyze the impact to the inshore water quality during construction.%为了全面地了解珠海港LNG航道附近海域的潮流分布特征，在查阅有关该海域及其附近海域水文特征的基础上，结合模拟区附近的测流站、验潮站资料以及有关前期工作资料，采用数值模拟方法对工程海区及其附近海域的潮流场状况进行了数值模拟计算，再现了模拟区的潮流运动过程和特征。

海洋工程中悬浮泥沙源强的确定摘要：随着各类海洋工程的施工建设，各类海洋工程施工均会引起周边海域悬浮泥沙剧增，会对项目周边海域的环境产生不利影响。

目前国内没有对海洋工程中涉及的悬浮泥沙源强作出完整的归类，总结在海洋环评中多年的工作经验，本文对海洋工程中悬浮泥沙源强类型进行了总结归纳，为海洋环评中悬浮泥沙源强的选取提供参考和依据。

关键词：悬浮泥沙源强海洋环境影响近年来，随着我国海洋经济的迅速发展，各类海洋工程的施工建设，包括填海造地、港口建设、航道疏浚、跨海桥梁、各类透水构筑物及非透水构筑物等，均会引起周边海域悬浮泥沙剧增，会对项目周边海域的环境产生不利影响。

其中悬浮泥沙的扩散输移对海洋环境影响较大，主要表现为悬浮泥沙的扩散输移范围和浓度变化对海水环境和海洋生态环境的不利影响。

针对国内外学者对海洋工程中的悬浮泥沙源强确定缺乏比较全面系统的论述，为此，本文根据笔者工作中经验对海洋工程中涉及的悬浮泥沙源强的确定进行了总结，可为海洋工程环境影响评价悬浮物污染开展综合分析，根据工程的底质条件合理选择设备类型提供理论依据。

1悬浮泥沙源强类型海洋环评中数值模拟分析和悬浮泥沙污染源的存在形式密切相关，悬浮泥沙源强一般在空间上分为：点源、线源、面源和体源；根据持续时间可分为瞬时源和连续源。

根据海洋工程施工计划和施工特点的不同，在海洋环评数值模拟中对泥沙源强的处理方式也不同。

一般疏浚挖泥及疏浚土抛投时采用设置固定点源或瞬时源的方式进行模拟；溢流及抛石采用设置连续固定点源的方式进行模拟；爆破挤淤一般采用瞬时点源；管道及航道的开挖根据施工线路的特点采用移动点源的方式进行模拟。

2悬浮泥沙源强计算方法针对不同的工程类型，由施工引起的泥沙源强确定方法也不同，目前泥沙源强的确定一般采用公式计算结合同类工程经验或现场监测数据进行推算。

本文根据笔者的工作经验对海洋环评中涉及的源强方法进行了总结。

2.1疏浚源强项目工程类型为疏浚，采用的施工机械一般为绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、抓斗船，悬浮泥沙发生量按照《港口建设项目环境影响评价规范》中提出的公式计算源强。

工程施工引起的三山岛附近海域的悬浮物扩散研究作者：赵海勃王昆宋伦刘桂英宋永刚来源：《河北渔业》2014年第03期DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2014.03.004摘要：利用非恒定保守型水质跟踪预报模型，将施工引起的污染物作为线源影响输入，模拟了三山岛附近海域工程施工前后的水动力及悬浮物浓度的平面实时分布状况。

给出不同典型时刻下该海域的潮流场及浓度场的计算结果，据此对三山岛附近海域工程施工后的悬浮物对流输运状况进行分析评价。

关键词：三山岛；非恒定保守型水质跟踪预报模型；悬浮物扩散小窑湾、大窑湾及大连湾是黄海北部的重要原生构造湾，周围陆地为海拔较低的丘陵地貌和堆积平原，高处经受风化剥蚀，低处接收沉积物堆积。

常见剥蚀地貌有尖-圆顶状侵蚀-剥蚀高丘、圆顶侵蚀-剥蚀低丘和剥蚀台地等，地形起伏平缓，相对海拔较低。

丘陵坡脚及谷地常见坡洪积、冲洪积扇裙。

偶见冰川作用形成的冰积台地、冰碛台地，以及湖积凹地、风成砂地等。

靠近海湾湾顶陆域多见冲洪积平原、河流三角洲和海积平原。

海岸为典型的基岩海岸，尤以岬角处海岸最为典型，发育海蚀崖与倒石堆、海蚀洞穴、海蚀残丘和岩脊滩。

湾顶处以堆积地貌为主，常见岸堤、潟湖、海滩、沙嘴等。

三山岛位于大连湾[1]湾口东南外海区域，湾内海底地貌以水下浅滩为主，自湾顶向湾口缓慢倾斜，地形平坦单调。

大连湾口处坡度显著增大，水深自15 m迅速增加到30 m，坡度达到15‰，海底地形总体平坦单调。

正是得力于其独特的海况和水质条件，其国家级水产种质资源保护区——三山岛海域国家级水产种质资源保护区的试验区和三山岛市级海珍品资源保护区位于其附近海域，由于工程施工的需要，施工引起的污染物排放入海，影响其保护区的海水水质状况，本文利用非恒定保守型水质跟踪预报模型[2]，将施工引起的污染物作为线源影响输入，模拟了三山岛附近海域工程施工前后的水动力及悬浮物浓度的平面实时分布状况。

1 水动力环境影响分析在海洋环境规划和环境评价中，海流总是作为更重要的环境动力予以详尽的调查。

漳州LNG码头工程悬浮物影响预测研究吕立功【摘要】利用二维水动力模型,对漳州LNG码头建设海域潮流进行数值模拟,在潮流模拟验证正确的基础上,建立悬浮物输移、扩散模型,预测工程抛石和港池疏浚施工过程中产生的悬浮物浓度,给出悬浮物超标面积,分析该工程对海洋水质环境的影响.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2014(043)005【总页数】5页(P151-154,160)【关键词】数值模拟;悬浮物;输移扩散【作者】吕立功【作者单位】中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】U656.1中海福建天然气有限责任公司投资建设的秀屿LNG接收站项目在港池疏浚、吹填和基槽开挖过程中引起的悬浮物对海域的水质产生一定程度的影响，污染程度与疏浚区的底质粒度、海域水文状况、疏浚方式等密切相关[1]。

采用对流、扩散模式，预测该工程施工过程中产生悬浮泥沙对海洋环境的影响。

1 潮流数值模型1.1 基本控制方程1)连续方程。

(1)2)运动方程。

(3)式中符号含义见文献[2]。

1.2 边界条件在闭边界处法向流速为零。

开边界处输入潮波：(4)式中：σi——第i个分潮的角速度(共取4个主要分潮：M2、S2、O1、K1); fi、θi——第i个分潮的交点因子和迟角订正;Hi和Gi——调和常数，分别为分潮的振幅和迟角;Vi——分潮的时角[3]。

1.3 计算域和网格设置图1 大海域计算网格图本项目所建立的海域数学模型计算域范围见图1，即为图中A点(浮头湾)、B点、C点(围头)3点,以及岸线围成的海域。

坐标范围为北纬23°50′～24°45′，东经117°45′～118°38′。

模拟采用非结构三角网格，整个模拟区域内由1 256个节点和20 354个三角单元组成。

1.4 模型验证利用d1～d3、1#、2#站位的实测潮流、潮位资料，分别绘制了实测和计算的潮流潮位验证。

悬移质泥沙测验方法
悬移质泥沙是指质地较细、密度较小、易悬浮在水中的泥沙颗粒，其中包括黏土、泥、砂等。

在水利、水电、水运工程等领域中，悬移质泥沙的特性和含量对工程设计和施工具有重要影响。

为了了解悬移质泥沙的含量和特性，可以使用不同的测验方法。

以下是几种常见的悬移质泥沙测验方法：
1. 沉降速率法：将悬浮液置于一个高度为1米的透明玻璃管内，记录泥沙颗粒沉降的速率，据此计算出悬移质泥沙的含量。

2. 毛细管法：将悬浮液放入一根毛细管中，根据毛细管内液体上升的高度计算出泥沙颗粒的直径和含量。

3. 离心沉降法：将悬浮液放入一个离心机中进行离心沉降，根据沉淀的时间和质量计算出悬移质泥沙的含量。

4. 筛分法：将悬浮液通过不同孔径的筛网，根据筛网上残留的泥沙颗粒和被筛通过的泥沙颗粒数量计算出悬移质泥沙的含量和粒
径分布。

这些测验方法各有优缺点，应根据具体情况选择合适的方法。

通过测定悬移质泥沙的含量和特性，可以更好地了解水体质量和水利工程水文条件，为工程设计和管理提供科学依据。

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科技资讯2016 NO.06SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 业 技 术74科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION随着人类对于海洋资源的开发利用日益加剧,各类海岸工程包括港口建设、开挖航道、修建防波堤、围海造陆等,都会对周围海域环境产生不利影响。

而其中施工产生的悬浮泥沙的扩散输移对工程效果、海域环境等影响较大,主要表现为悬浮泥沙的扩散输移范围和浓度变化对海洋环境的影响以及悬浮泥沙引起的水质环境改变对海洋生态系统和水生生物产生的不利影响。

1 泥沙模型的发展悬浮物输运数学模型大致可分为欧拉型和拉格朗日型两大类。

欧拉法计算量小,应用较广,它以悬浮物的空间浓度分布为研究对象,多采用有限元法或有限差分法对悬浮物输运方程进行求解;拉格朗日法则通过追踪每个时刻各个质点的位置,采用统计的方法得到流场内不同时刻的悬浮物浓度分布。

该方法模拟精度高,但计算量相对较大[1]。

泥沙数学模型始于20世纪中期,经历了从一维、二维到三维,从非耦合到耦合的发展历程。

一维泥沙数学模型主要用于研究长时空的泥沙问题,包括河道、水库的泥沙运动或长期的河床冲淤演变等。

随着实际工程的需要,近年来一维泥沙模型还被应用于非恒定流、非均匀沙、不平衡输沙状态、复合水道以及异重流、往复流等不同流态的情况研究。

目前在悬沙、底沙输移以及河床演变中应用最广的是二维泥沙数学模型。

一般分为平面及垂向二维模型。

平面二维泥沙数学模型建立在垂向平均的基础上,模拟区域泥沙场的平面分布。

考虑水动力因素,平面二维泥沙数学模型主要分为如下4类[2]：(1)只考虑潮流作用,适用于潮流作用为主、波浪影响小的地区;(2)考虑波浪掀沙、潮流输沙作用,这种模型在挟沙力的确定中考虑波高因子的影响;(3)考虑波浪掀沙及波浪场对潮流场影响的泥沙模型,通过底摩擦力和辐射应力在潮流场的计算中引入波浪作用;(4)考虑波浪掀沙以及波流相互作用的泥沙数学模型,在(3)的基础上考虑流场对波浪场的影响,即波流场的相互作用。

泥沙参数选择方法及在悬沙浓度研究中的应用董佳;张宁川【摘要】在淤泥质海床条件下、泥沙运动以潮流为主要外动力时,床面糙率、河床淤积物的干密度、床层间的泥沙转换率3个参数对悬沙浓度的计算结果影响最大,且在不同海域存在较大可变性.研究表明:床面糙率、软底海床淤积物干密度、床层间的泥沙转换率的最优取值分别为2 d、250 kg/m3、0.001( kg· m-2)/s,采用上述参数,对洋山港周围水域悬沙浓度进行验证计算,计算值和实测值吻合较好.%Under the condition of the muddy seabed,with the tide as main outside dynamic to the sediment movement,the value of bed roughness,dry density of the bed layers,sediment transition between layers affect the suspended sediment concentration, and exist large variability in the different ocean area.Research shows that the best value for bed roughness of 2 d,for the soft bed layer of 250 kg/m3,for the sediment transition between layers of 0.001 (kg·m-2)/s.By using the value of parameters to calculate the suspended sediment concentration of the Yangshan Port, the suspended sediment concentration and the measured data are coincident.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2011(032)005【总页数】8页(P321-328)【关键词】泥沙参数;水动力模型;悬沙浓度【作者】董佳;张宁川【作者单位】大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024【正文语种】中文【中图分类】TV142;O242.1目前，在港口和海岸工程工可研阶段，论证工程对泥沙运动及海床演变影响多采用数值模拟方法［1-3］。