甌江北口水底管線鋪設(shè)開(kāi)挖引起的懸浮物輸移數(shù)值模擬.pdf

1、用挖泥船開(kāi)挖的方式在甌江北口鋪設(shè)水底管線,會(huì)在施工區(qū)域產(chǎn)生高濃度含沙水體,在潮流等動(dòng)力因素作用下,高濃度含沙水體向周?chē)鷶U(kuò)散,引起以施工區(qū)為中心的附近海域海水混濁度的增加;同時(shí),泥沙中攜帶的有害物質(zhì)也會(huì)使海水質(zhì)量下降,使海洋生態(tài)環(huán)境遭受污染。隨著我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)建設(shè)的展開(kāi),以港口,航道建設(shè)及維護(hù)工程為主的近海海域施工迅速增長(zhǎng),由此而引發(fā)的海洋生態(tài)環(huán)境遭受污染的問(wèn)題在加劇,使人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)包括水底管線鋪設(shè)開(kāi)挖施工在內(nèi)的海域施工等引起的懸浮物輸

2、移的研究。
　　 數(shù)值預(yù)測(cè)是模擬懸浮物輸移的有效手段之一,它與實(shí)測(cè)手段相比,可以節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力.當(dāng)用數(shù)值模擬的手段預(yù)測(cè)這些懸浮物的輸移時(shí),需要考慮懸浮物輸移擴(kuò)散方程的離散及模型中相關(guān)參數(shù)的選取和概化。而對(duì)方程中因開(kāi)挖引起的附加源項(xiàng),即源強(qiáng)的概化處理是關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn),和擴(kuò)散方程的求解密切相關(guān),對(duì)模型的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)精度起著關(guān)鍵性的作用。
　　 為優(yōu)化水底管線鋪設(shè)開(kāi)挖施工源強(qiáng)的概化處理,對(duì)甌江北口水底管線鋪設(shè)開(kāi)挖引起的懸

3、浮物輸移進(jìn)行數(shù)值模擬。本文首先建立平面二維潮流和懸浮泥沙輸移擴(kuò)散的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)非結(jié)構(gòu)三角形網(wǎng)格的有限單元法離散求解?？紤]挖泥船連續(xù)作業(yè),提出源強(qiáng)的處理方式采用移動(dòng)點(diǎn)源,并和前人采用開(kāi)挖路由上幾個(gè)代表性點(diǎn)來(lái)代替整條開(kāi)挖路由的固定點(diǎn)源的處理方式對(duì)比。討論移動(dòng)點(diǎn)源和固定點(diǎn)源兩種處理方式所產(chǎn)生影響的特點(diǎn)、程度。
　　 數(shù)模計(jì)算結(jié)果認(rèn)為:源強(qiáng)按固定點(diǎn)源處理時(shí),沒(méi)有考慮點(diǎn)與點(diǎn)之間在空間上的相互影響和時(shí)間上的連續(xù)性,計(jì)算得到點(diǎn)與點(diǎn)之間的懸浮

4、物高濃度特征等值線獨(dú)立分布,濃度增量分布擴(kuò)散范圍較小,高濃度含沙水體以各自點(diǎn)位為中心里橢圓形向周?chē)鷶U(kuò)散。源強(qiáng)按移動(dòng)點(diǎn)源處理時(shí),很好地考慮了合適距離的點(diǎn)之間的相互影響和疊加效應(yīng)以及時(shí)間上的連續(xù)性,開(kāi)挖工程對(duì)海水中懸浮物水質(zhì)的影響主要集中在兩側(cè)的狹長(zhǎng)區(qū)域,離挖泥船位越遠(yuǎn)則海水中懸浮物濃度增量因泥沙沉降而迅速減小,得到的懸浮物最大可能濃度增量分布影響范圍基本能反應(yīng)挖泥船連續(xù)作業(yè)過(guò)程中的懸浮物濃度增量分布情況,與固定點(diǎn)源處理方式相比更貼近實(shí)際施