码头附近潮流场及工程泥沙问题的数值模拟

论文摘要

本文针对秦皇岛港某码头的扩建和工程区的疏浚问题,采用沿深度积分的浅水环流方程,建立了该区域的潮流和泥沙数值模型。为验证本文模型的适用性,首先对潮流场的数值模拟结果与实测资料进行了详尽的比较和分析,对比结果显示数值模拟结果和实测数据吻合良好,说明本文所建立的潮流数值模型能够对该海域的潮流运动做出较好的预测,计算结果可靠。 在模型验证的基础上,本文对工程扩建后该海域的潮流场进行了数值模拟,并进一步将事先布置的监测带内各点的流速、流向与工程前进行了对比分析,给出了工程结构物对潮流场的影响范围和影响程度;同时,利用已建立的数值模型,模拟了工程施工期间疏浚作业和吹填作业所造成的悬沙污染,并对工程施工的两个工况引起的港口内悬沙输运过程进行了数值计算,预测分析了施工过程中工程悬沙的浓度分布及其影响范围,评价了工程施工对岸滩和港湾稳定性的影响程度,从而为工程的规划和建设提供了科学依据。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 潮流数值模型的工程应用
• 1.3 泥沙模型的工程应用
• 1.4 本文研究工作
• 2 数学模型的建立
• 2.1 潮流模型
• 2.2 悬浮泥沙浓度场模型
• 3 二维潮流场的数值模拟及验证
• 3.1 计算域的确定
• 3.2 潮流资料选取
• 3.3 潮流模型的数值验证
• 4 工程施工对码头附近潮流场影响的数值模拟
• 4.1 监测带的确定
• 4.2 工程对潮流运动局部影响的数值模拟及对比
• 4.3 小结
• 5 疏浚与吹填作业悬浮物环境影响预测
• 5.1 模拟工况的确定
• 5.2 数值模拟结果及分析
• 5.3 小结
• 6 总结
• 7 展望
• 参考文献
• 符号说明
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢