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广西铁山港区潮流泥沙数值模拟谢洁【摘要】铁山湾海域将建设数十个万吨级以上深水泊位和深水航道.通过围填海域建设数量众多的泊位,将引起铁山湾潮流及泥沙运动发生变化.为解决铁山湾海域开发建设的一系列水流泥沙技术难,在充分掌握海湾水流泥沙运动特性的基础上,采用非结构网格和动边界技术建立平面二维潮流数学模型,模拟研究规划方案建设引起的潮流场变化,计算分析规划港区和航道的泥沙回淤强度及回淤总量,为规划方案优化提供科学依据.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】9页(P1-9)【关键词】潮流;泥沙;港口规划【作者】谢洁【作者单位】广西水利电力职业技术学院,广西,南宁,530023【正文语种】中文【中图分类】P7511 自然条件1.1 地形地貌北海市铁山港区地理位置为东经109°15′～109°45′，北纬21°26′～21°40′。
铁山港湾为一狭长的台地溺谷型海湾，港湾形似指状，碗口朝南敞开，内湾呈鹿角状，湾口是喇叭形；水域南北长约40 km，东西最宽处10 km，一般宽度4 km，口门宽32 km；全湾岸线长约170 km，其中人工海岸70 km左右。
铁山港水域按沙田港以北计高潮水域面积为185 km2，湾口西槽10 m以上深水区长约6 km，一般宽度约800 m，其中水深15 m以上2.8 km，最大水深达22.5 m。
在石头埠附近的-10 m以上深水区靠岸。
水域长约3 km，宽近500 m，东槽在沙尾西南地区段-10 m以上深槽长7 km，一般宽度500～1 000 m，最大水深-18 m，从沙尾到白沙头港，长15 km水域水道顺直，掩护良好，深槽宽1 km以上岸滩稳定，为理想的天然航道。
东侧的雷州半岛为其天然屏障，掩护良好，附近没有大河汇入，回淤少。
陆域两岸多是台地，开阔平坦，容易开发，有丰富的港湾资源可供开发利用[1]。
1.2 水动力泥沙铁山港海域潮汐性质为不正规日潮。
淤泥质海岸外航道淤积计算曹祖德;肖辉【摘要】利用水流泥沙输移方程和淤积公式建立了淤泥质海岸上外航道淤积计算公式,通过水槽实验和数值模拟对公式中的参数作了修订,公式计算结果与物模、数模、现场的资料及规范推荐的公式结果一致.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】6页(P55-60)【关键词】外航道淤积;淤泥质海岸;淤积计算【作者】曹祖德;肖辉【作者单位】交通部天津水运工程科学研究院工程泥沙交通行业重点实验室,天津,300456;交通部天津水运工程科学研究院工程泥沙交通行业重点实验室,天津,300456【正文语种】中文【中图分类】U617.6我国海岸线漫长，入海河流泥沙较多，海滨丰富的泥沙在波浪潮流等海洋动力的综合作用下，形成了辽阔的淤泥质海岸。
在淤泥质海岸上修建港口和开辟航道，泥沙淤积不可避免的问题引起了人们关注，如何计算开敞海滩上外航道淤积就成了关注的重点。
计算外航道淤积时，常将不定常潮汐潮流简化为定常水流，由此建立的公式预测外航道淤积与实际情况较一致，满足实际工程建设需要。
本文将通过理论分析将非定常潮汐潮流泥沙问题简化为定常流问题，建立了淤积计算公式，通过水槽实验和数值模拟对公式中的参数作了修订，利用本文公式预测了实际航道扩建后的淤积情况，预测结果与同步进行的物模、数模、实测资料推算以及工程竣工后的淤积监测相比较，结果很一致。
本文建立的公式还与规范推荐的淤积公式进行了对比，两者也非常一致，证明本文建立的外航道淤积计算公式可供实际工程使用。
潮汐、潮流为非定常运动，非定常流体的一维连续方程可用下式表示：式中：ζ为自静止海面向上起算的海面起伏（水位）；h为水深；u为流速；x为水平坐标；t为时间坐标。
将式（1）在潮汐时段内取均值，即：式中：Tf为涨潮时段。
式（2）第1项积分取均后得：式中：hΔf为涨潮差，为Tf时的潮位；ζ0为t为0时的潮位。
式（2）中右端第2项可利用牛顿—莱布尼兹微分积分公式写成下式：式（4）中右线第1项方括号显然是涨潮时段的平均单宽流量：式中：为表示涨潮时段的平均单宽流量。
金塘水道悬沙场遥感反演及数值模拟蒯宇;陶建峰;康彦彦【摘要】Based on the data from the GOCI(Geostationary Ocean Color Imager), three different remote sensing models were compared and the neural network model with a relative higher accuracy was chosen to interpret the SSC (Suspended Sediment Concentration) field during the spring tide in June 2015. A 2D tidal current and suspended sediment model was adopted to carry out numerical simulation of suspended sediment movement during the same period. Comparison results between the remote sensing interpretation and the numerical model show that the SSC is higher in the north part of the Jintang Channel than it in the south part, and it has a periodic characteristic that the SSC increases during the flood period and decreases during the ebb tide. The remote sensing results and deduced numerical model results are relatively similar in both water surface SSC distribution and magnitude, which provides a method for areas with large horizontal scales lacking SSC data.%基于GOCI遥感数据,通过三种遥感模型的比较,选择了精度较高的神经网络模型,对2015年6月大潮时期的悬沙场进行解译,并建立了二维潮流泥沙数学模型对同时段的悬沙场进行了模拟.比较遥感解译与数模的结果得到:金塘水道悬沙场呈现北高南低的分布特征,时间上具有明显的周期性,涨潮时悬沙量逐渐减小,落潮时逐渐增大;遥感解译与数模模拟推算得到的水体表面的悬沙场在分布趋势和量值上较为一致,为大范围水域缺少泥沙分布资料的情况提供了一种可借鉴的研究方法.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】7页(P228-234)【关键词】金塘水道;遥感解译;数值模拟;悬沙输移【作者】蒯宇;陶建峰;康彦彦【作者单位】河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京 210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京 210098【正文语种】中文【中图分类】P748;O242.1金塘水道是一条由潮流长期冲蚀作用形成的峡道型潮汐通道[1]，是连接杭州湾南岸海域与外海的潮汐通道之一（图1）。
冀东南堡人工岛工程潮流泥沙数值模拟魏龙;王义刚;黄惠明;孟超【摘要】采用平面二维潮流、泥沙数学模型,结合三重嵌套网格模式,就冀东南堡人工岛附近海域的潮流及泥沙场进行模拟.人工岛工程前、后的潮流场变化表明:由于人工岛及引桥对水流的拦截作用,人工岛后沿及引桥两侧流速减小,人工岛前沿则随着过水断面束窄,流速有所增大.同时,在挖沙池附近,由于局部地形调整,水动力条件在不同位置变化情况稍有差异.此外,泥沙冲淤演变验证了水动力条件变化对泥沙输移的影响:在水流流速增大的区域发生冲刷,而在水流动力减弱的区域则发生淤积.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】6页(P43-47,51)【关键词】渤海湾;人工岛;数值模拟;冲淤演变【作者】魏龙;王义刚;黄惠明;孟超【作者单位】河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏南京210098;中交水运规划设计院有限公司,北京100007【正文语种】中文【中图分类】TV148;O242.1人工岛是在近岸浅海水域中人工建造的近海工程结构物，它可以作为深水港、海上城市、海上机场，也可以为近海油气开发、水产品加工等充当基地。
随着经济建设的发展，人类对海洋空间利用的需求不断增加，人工岛建设工程也日益增多[1]。
冀东南堡油田地处唐山南堡经济开发区，位于渤海湾盆地黄骅坳陷北部的南堡凹陷，属中石油冀东油田公司勘探开发范围，采用人工岛形式集中采油作业。
与海上采油平台相比，用人工岛的方法具有造价低、寿命长的优点，加上新型的井口槽批量钻井技术，能大幅节约海上用地。
人工岛的修建将一定程度上改变岸滩的水动力和泥沙运动，破坏海岸泥沙运移的动态平衡，泥沙产生新的迁移途径和趋势[2]。
利用数值模拟技术对工程造成的影响进行评估与预测，对于减少工程的环境方面的负面影响和工程失误均具有重要意义。
泥沙输运过程的数值模拟研究泥沙输运是海洋、江河、湖泊等水域环境中的一个重要过程。
它涉及水的流体力学、泥沙的颗粒力学、水沙两相流动和相互作用等多学科知识，并且与水环境安全、水利工程设计等相关，因此引起了广泛的研究兴趣。
随着计算机软件的不断发展，数值模拟已成为研究泥沙输运过程的主要方式之一。
一、泥沙输运数值模拟研究的方法和技术泥沙输运数值模拟主要分为两种方法：一种是基于统计物理学的颗粒运动模拟方法，另一种是基于CFD（Computational Fluid Dynamics）的连续介质数值模拟方法。
基于统计物理学的颗粒运动模拟方法是将颗粒看作具有一定质量、形态和分布的排列物，并且基于牛顿力学原理，利用数值方法来求解其在过程中的运动状态，以期获得泥沙颗粒的分布、输运速度和输运规律等信息。
这种方法适用于细颗粒物质泥沙在水流/空气流的输运过程，例如海浪、波槽和海底环境下泥沙的输运过程。
基于CFD的连续介质数值模拟方法是将流体视为连续介质，采用同样的牛顿力学原理，通过对速度、压力和物质的输运过程进行数值求解，以期获得泥沙颗粒在水流/空气流中的输运规律和输运速度等信息。
这种方法适用于泥沙颗粒较大、占用流动空间相对较小的情况下，例如水坝泄洪、船舶航行和海岸线防护。
二、泥沙输运数值模拟研究的应用案例1.泥沙输运数值模拟在海岸防护中的应用随着人口的增加和城市化的进展，海岸防护工程越来越得到重视。
在过去，大多采用实体结构物来保护海岸线，这样往往会加剧泥沙的淤积和流动速度的变化，从而进一步影响海岸线的稳定性。
而采用数值模拟的方法来研究泥沙输运过程，则可以大幅度减少海岸防护工程的成本和对环境的影响，从而保护海岸线的稳定性。
2.泥沙输运数值模拟在水利工程设计中的应用水利工程设计中，了解泥沙在水体中的输运过程显得十分重要，因为这关系到水电站、水库和灌溉系统等工程的安全性和运行效率。
通过数值模拟的方法，可以定量分析水域中泥沙颗粒的输运规律，为工程设计提供依据。
海岸河口水动力数值模拟研究及对泥沙运动研究的应用一、本文概述随着全球气候变化和人类活动的不断加剧，海岸河口地区的水动力环境和泥沙运动特性发生了显著变化，这对海岸河口地区的生态、环境和经济发展产生了深远影响。
因此，对海岸河口的水动力数值模拟及泥沙运动研究具有重要的理论和实践意义。
本文旨在探讨海岸河口地区的水动力数值模拟方法，并分析其在泥沙运动研究中的应用。
本文将对海岸河口的水动力数值模拟进行概述，介绍数值模拟的基本原理、常用模型和方法，以及模型建立和验证的一般流程。
本文将重点分析水动力数值模拟在泥沙运动研究中的应用，包括泥沙输移、沉积和再悬浮等方面的模拟和研究。
本文将通过具体案例，探讨水动力数值模拟在海岸河口地区泥沙运动研究中的实际效果和应用前景。
通过本文的研究，旨在为海岸河口地区的水动力数值模拟和泥沙运动研究提供理论支持和实践指导，为海岸河口地区的可持续发展和生态环境保护提供科学依据。
二、海岸河口水动力数值模拟基础海岸河口水动力数值模拟是对海岸河口地区水流运动进行量化分析和预测的重要手段。
它基于流体力学的基本原理，结合数值计算方法，对水流、潮汐、波浪等动力因素进行模拟，揭示这些动力因素在海岸河口地区的运动规律。
在进行海岸河口水动力数值模拟时，需要首先建立数学模型。
这些模型通常包括控制方程、边界条件、初始条件等。
控制方程一般基于Navier-Stokes方程，描述水流运动的基本规律。
边界条件和初始条件则根据具体的研究区域和实际问题进行设定，如河口的开敞程度、潮汐的影响、风的作用等。
数值求解方法是数值模拟的核心。
常用的数值求解方法包括有限差分法、有限元法、谱方法等。
这些方法各有优缺点，需要根据具体的问题和模型选择合适的方法。
例如，对于复杂的海岸河口地形，有限元法可能更适合；而对于大尺度的海洋流场模拟，谱方法可能更有优势。
在进行数值模拟时，还需要考虑模型的验证和校准。
这通常通过与实际观测数据进行对比来实现。
海岸与河口潮流泥沙模拟技术规程废除-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分主要介绍本文的主题和背景，对海岸与河口潮流泥沙模拟技术进行简要概述。
海岸与河口潮流泥沙模拟技术是指通过计算机模型和数值方法，对海岸和河口地区的潮流泥沙运动进行模拟和预测的技术方法。
海岸和河口地区是重要的自然资源和生态环境过渡带，也是人类活动和经济发展的重要区域。
然而，海岸和河口的潮流泥沙运动对于海洋生态系统、水质和陆地利用等方面具有重要影响。
因此，准确模拟和预测海岸和河口潮流泥沙运动对于科学研究和海洋工程建设具有重要意义。
本文将重点介绍海岸与河口潮流泥沙模拟技术的方法和应用。
首先，将介绍海岸潮流泥沙模拟技术的背景和相关研究现状。
随后，将详细介绍海岸潮流泥沙模拟技术的要点和关键技术，包括数值模型建立、参数设定和模拟结果验证等方面。
接着，文章将着重介绍河口潮流泥沙模拟技术的背景和相关研究进展。
然后，将详细探讨河口潮流泥沙模拟技术的要点和关键技术，包括边界条件的处理、模拟方法的选择和模型验证等内容。
通过本文的研究，有望为海岸和河口潮流泥沙运动的模拟与预测提供理论和技术支持，为海洋工程的规划和设计提供科学依据。
同时，本文也为相关研究者和工程实践者提供了参考和借鉴，推动海岸与河口潮流泥沙模拟技术的发展与进步。
总之，海岸与河口潮流泥沙模拟技术在海洋工程领域具有重要应用价值，本文将系统介绍相关技术的背景、方法和应用，旨在促进其在海岸和河口工程中的进一步应用和发展。
文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了海岸与河口潮流泥沙模拟技术规程的背景和目的。
其中，概述部分介绍了海岸与河口潮流泥沙模拟技术的重要性和应用领域，以及该技术规程需要解决的问题。
文章结构部分介绍了整篇文章的具体结构，以方便读者对文章内容有一个整体的了解。
正文部分分为海岸潮流泥沙模拟技术和河口潮流泥沙模拟技术两个部分。
162区域治理PRACTICE作者简介：刘 婷，生于1994年，硕士研究生，研究方向为近岸植被水域水沙运动数值模拟。
基于XBeach 的近岸植被水域悬沙运动数值模型大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室 刘婷，唐军摘要：全球气候变暖引发的海平面上升使得海岸侵蚀加剧，已有研究表明植被在消波促淤、固滩护岸方面有着积极的作用。
本文基于XBeach建立了近岸植被水域悬沙运动的数值模型，将植被床悬沙起动临界速度运用至XBeach后的模型输出结果与前人的实测结果进行对比验证发现：通过校准CD数，XBeach能够有效模拟植被水域波浪的传播过程；将植被床悬沙起动临界速度的公式运用至XBeach模型中可以成功模拟近岸植被水域悬沙运动过程。
关键词：XBeach；波浪；植被；悬沙浓度中图分类号：U656.31+1文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）49-0162-0002受全球气候变化影响，海岸带侵蚀问题日益严峻，对沿岸区域社会经济发展形成了严重胁迫，引起了政府部门和海岸工程界的广泛关注。
近年观察表明海岸植被具有良好的消波护岸功能，能有效耗散波浪能量，减缓波浪对海岸的作用，促进近岸泥沙沉降，防护海岸侵蚀，减轻海岸灾害，是海岸线的天然生态屏障。
研究近岸植被水域泥沙输运过程，揭示海岸植被促淤护岸规律，是合理规划植被型生态海岸工程建设，防护海岸侵蚀、制定海岸防灾减灾措施的基础。
海岸植被的消浪护岸引起了国内外学者的关注，并对此开展了一定研究。
典型的有葛芳等[1]通过开展野外观测实验发现了30m 宽的互花米草能够衰减有效波高高达80%，衰减波能达到90%，并且植被消浪护岸的功能受植被的生长特征、空间分布特征、植被密度、土壤特性等多种因素的影响，其中植被密度是影响植被消浪护岸功能的主要因素。
同样，在促淤保滩方面，增大植被密度也发挥着积极作用。
蒋昌波等[2]通过波浪水槽试验发现，随着植被分布密度的增大，规则波通过植被模型后的衰减越剧烈，造成冲刷坑尺度和最大冲刷深度减小，对防止岸滩冲刷起到了保护作用，同时淤积沙坝尺度和最大淤积高度逐渐增大，促进了岸滩淤积。
淤泥质海岸波、流共存时悬移质挟沙力构建
甘申东;余艳鸽;韩铠御
【期刊名称】《人民珠江》
【年(卷),期】2018(039)009
【摘要】淤泥质海岸波、流共存时悬移质挟沙力的确定,对于利用泥沙数学模型来模拟海岸泥沙运动和海床冲淤变化具有重要意义.根据Bagnold的悬浮功理论和Bijker的波、流共存时床面剪切应力,从能量平衡角度出发,建立了新的波、流共存时水体挟沙力公式.利用2009年8—11月连云港徐圩海域波浪潮流泥沙短期连续观测资料对公式中的系数进行率定,并验证所建立的公式.结果表明,建立的公式计算值与实测值符合程度良好.
【总页数】3页(P97-99)
【作者】甘申东;余艳鸽;韩铠御
【作者单位】中电建水环境治理技术有限公司,广东深圳 518100;中电建水环境治理技术有限公司,广东深圳 518100;中电建水环境治理技术有限公司,广东深圳518100
【正文语种】中文
【中图分类】TV142
【相关文献】
1.渭河下游悬移质全沙水流挟沙力公式研究 [J], 冯普林;马雪妍;李茜;王灵灵
2.波、流共存时的床面剪切力 [J], 曹祖德;唐士芳;李蓓
3.波、流共存时的水体挟沙力 [J], 曹祖德;李蓓;孔令双
4.淤泥质海岸波生沿岸流特性研究 [J], 张玮;许才广;钱伟
5.黄河悬移质非均匀不平衡输沙挟沙力计算 [J], 刘月兰;余欣
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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。
