近海泥沙运移控制机理试验研究

论文摘要

本文研究的主要目的是通过物模试验探索一种新型的岸滩防护模式，实现岸滩蚀退区的快速防护，其研究内容是国家863计划“滩海油田开发区泥沙运移控制技术”攻克关键技术之一。本文在分析的基础上，提出了充分利用自然力的近海泥沙运移控制初步方案，通过一系列室内物模试验和海上中间试验，研究了粉沙淤泥质海岸控制泥沙起动、运移、淤积、固沙的机理，探索了不同起动装置单元的激沙效果、被起动的泥沙如何沿设计路径运移至集沙区的海洋动力场条件及必要的工程措施，以及集沙区消波/阻流的工程措施，并与数模计算结果进行了对比分析。本文对试验过程中的现象进行了比较详尽描述，运用大量的具有典型意义的试验数据和图表进行了解释和分析，证明了近海泥沙运移控制初步方案是可行的。在机理研究的基础上，初步形成了以长列阵受控沉浮激沙、海底加糙-浮式消能沉沙、潮滩堤坝-生物固沙为主体的系统技术，为滩海油田防护工程的实施提供了科学依据。另外，其集成技术或单项技术在海岸防护、航道疏浚等方面也有着广阔的应用前景。

论文目录

• 第一章 引言
• 1. 1 目的和意义
• 1. 2 国内外发展现状
• 1. 2. 1 海岸防护
• 1. 2. 2 海岸促淤围垦
• 1. 2. 3 数值模拟与物模试验
• 1. 2. 4 国内现有技术基础
• 1. 3 本文的主要研究内容
• 第二章 研究思路及物模理论探讨
• 2. 1 技术路线
• 2. 2 泥沙逆向运移控制的基本思路
• 2. 3 泥沙运移物模试验理论
• 2. 3. 1 三维紊动水流运动相似的基本条件
• 2. 3. 2 泥沙运动相似的基本条件
• 2. 3. 3 悬移质动床模型的相似条件
• 2. 3. 4 物模试验设计的基本思路
• 第三章 近海泥沙运移控制初步方案
• 3. 1 黄河三角洲的冲淤变化
• 3. 2 黄河三角洲的动力沉积作用
• 3. 3 防护工程总体布局初步方案预设计
• 3. 3. 1 仿生和生物防护相结合的软防护工程
• 3. 3. 2 改变区域流场，促进泥沙淤积
• 3. 3. 3 海堤工程
• 3. 3. 4 初步方案设计
• 第四章 泥沙运移控制室内物模试验
• 4. 1 试验场所及设备
• 4. 2 试验所用的仪器、设备
• 4. 3 试验参数
• 4. 4 模型沙选择验证试验
• 4. 5 试验地基制作
• 4. 6 泥沙起动试验
• 4. 6. 1 泥沙起动装置设计
• 4. 6. 2 无起动装置单元激沙试验
• 4. 6. 3 起动装置单元激沙试验
• 4. 6. 4 装置布阵试验
• 4. 7 泥沙运移试验
• 4. 7. 1 有、无导流堤对比试验
• 4. 7. 2 导流堤的优化布置试验
• 4. 8 泥沙淤积、固沙试验
• 4. 8. 1 防护区无丁坝时的泥沙淤积情况试验
• 4. 8. 2 在防护区岸滩设置丁坝后的泥沙淤积情况试验
• 4. 8. 3 在防护区设置浮式消能体后的消能效果试验
• 4. 8. 4 海底加糙后的淤积效果试验
• 第五章 泥沙运移控制海上中间试验
• 5. 1 试验布局
• 5. 2 海上中间试验场的海洋地质环境调查
• 5. 2. 1 调查监测工作布局
• 5. 2. 2 岸线调查
• 5. 2. 3 潮流与悬浮体调查
• 5. 2. 4 底质调查
• 5. 2. 5 工程地质调查
• 5. 3 激沙试验
• 5. 4 泥沙运移、淤积、固沙整体试验
• 5. 5 地形测量和冲淤变化
• 5. 6 试验结论
• 第六章 物模研究与数值模拟结果的对比
• 6. 1 泥沙输运数学模型简介
• 6. 2 数值模拟计算结果
• 6. 3 数模结果与物模结果的比较
• 第七章 主要结论与建议
• 主要参考文献
• 致谢
• 附录A 符号说明
• 附录B 附图1-6
• 攻读学位期间发表的论文