人工島岸灘穩(wěn)定性研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)圍海造地迅速發(fā)展，但傳統(tǒng)順岸式填海方式不利于我國(guó)寶貴的海洋灘涂資源的科學(xué)、協(xié)調(diào)、可持續(xù)利用，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的不利影響已越來(lái)越引起人們的重視?？茖W(xué)適度用海是未來(lái)圍海造地發(fā)展的方向，必須嚴(yán)格控制順岸式填海方式，人工島將成為未來(lái)向海洋要地的主要方式。 與傳統(tǒng)的依托現(xiàn)有海岸向海推進(jìn)的圍涂造地方式相比，人工島建設(shè)需更加重視海洋水文、海洋動(dòng)力變化、人工島與海洋環(huán)境的相互影響、海岸地貌演變等多因素。 本文首先調(diào)研人工島現(xiàn)狀

2、及發(fā)展趨勢(shì)，了解當(dāng)前岸灘演變分析預(yù)測(cè)方法，在此基礎(chǔ)上，以具代表性的某在建人工島為實(shí)例，通過(guò)海岸地貌、潮流數(shù)值模擬、物理模型試驗(yàn)等技術(shù)手段闡述人工島岸灘穩(wěn)定性的分析方法，得出分析結(jié)論，為人工島設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 某人工島用于灘海石油勘探與開(kāi)發(fā)，海洋環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格，工程海域?qū)俜凵百|(zhì)海床，淺灘、深槽、沙脊交錯(cuò)分布，海域地形條件復(fù)雜，岸灘穩(wěn)定存在變化的可能性，而且對(duì)曹妃甸深槽的影響也必須重視。因此，必須合理進(jìn)行平面布置，充分利用現(xiàn)有地形水

3、文條件，注重生態(tài)和環(huán)境的保護(hù)，盡量減少對(duì)海域、潮流的影響，達(dá)到最優(yōu)。 本文在分析前已有資料的基礎(chǔ)上，對(duì)工程海域海洋動(dòng)力地貌及岸灘穩(wěn)定性進(jìn)行初步分析，從宏觀上掌握工程區(qū)域海洋動(dòng)力地貌基本特征、沖淤變化、泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律、自然狀況下岸灘穩(wěn)定性，并預(yù)測(cè)工程建設(shè)后可能引起的變化。 建立工程區(qū)潮流計(jì)算數(shù)學(xué)模型，計(jì)算工程建設(shè)前后對(duì)周邊流場(chǎng)及局部流場(chǎng)的影響。模型基本方程為任意曲線坐標(biāo)系下二維潮流運(yùn)動(dòng)基本方程，采用有限差分法，計(jì)算網(wǎng)格為交錯(cuò)

4、網(wǎng)格，運(yùn)用DSI法（Double—Sweep—ImplicitMethod）求解。對(duì)計(jì)算區(qū)域內(nèi)灘地干濕過(guò)程，采用水位判別法處理，較好地模擬復(fù)雜灘地的干濕過(guò)程。 開(kāi)展物理模型試驗(yàn)研究，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)資料分析、定床潮流物模試驗(yàn)、波浪潮流整體動(dòng)床物模試驗(yàn)、波浪動(dòng)床物模試驗(yàn)等多種研究方法和試驗(yàn)手段，研究人工島的穩(wěn)定性。 本文研究成果為工程設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)，特別是對(duì)人工島平面布置、護(hù)島潛堤長(zhǎng)度及張角、登陸點(diǎn)前沿水流變化等方面進(jìn)行了驗(yàn)證

5、，并提出了優(yōu)化方案。 與一般人工島采用1～2種研究手段相比，本文采用了海岸地貌演變、數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)、物理模型試驗(yàn)等當(dāng)前岸灘演變研究領(lǐng)域較先進(jìn)的的技術(shù)手段，各研究方法獨(dú)立進(jìn)行、交叉運(yùn)用、相互佐證，研究結(jié)論更加可靠。 由于模型場(chǎng)地的限制以及選沙的需要，整體物理模型往往需要做成變態(tài)，但為滿足波浪相似條件，模型應(yīng)做成正態(tài)。為解決這一矛盾，本文在定床潮流物模試驗(yàn)、波浪潮流整體動(dòng)床物模試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容的不同采用不同的模型比尺，較好