曹妃甸围海造地二维潮流数值计算及滩槽稳定性研究

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围海造地对沿海港口及城市的发展有着非常重要的作用,世界上许多国家和地区都以开发海岸带资源来缓解人口与土地间的矛盾。但围海造地在提供珍贵陆域资源的同时,也容易对当地的水动力环境等方面产生影响。就曹妃甸而言,甸头滩槽的稳定性是拟建工业园区存在和发展的根本。本文通过平面二维潮流数学模型,采用无结构网格,以渤海二维潮流数学模型研究曹妃甸海域在不同围垦建设时期的水动力条件变化,结合泥沙运动特性分析围海造地对甸头附近海域滩槽稳定性的影响。 首先,通过对已有围海研究方法及模拟软件的了解,选用了SMS软件作为本文研究的主要手段,利用其无结构网格可渐变加密的优势,使模型的覆盖范围达到整个渤海海域,充分的体现了在大范围海域中模拟小尺度建筑物的优势,直观的在渤海模型中探讨模拟了小尺度的矿石码头桩群。经实测资料验证分析,模型计算结果合理可信,能够较好地反映原体潮流的运动规律,可以用来研究曹妃甸围海造地的影响。 其次,通过对曹妃甸海域围海实施前后的流态、潮位、流速及纳潮量的分析比较,围海工程的实施基本上没有对大范围海域水动力条件造成影响。就水位变化而言,通岛路修建后,甸头前沿海域潮差略有降低,而甸头左、右两侧呈略有增加趋势;而围海工程实施后,甸头附近海域的潮差都有所减少,变幅最大区域为甸头后侧的浅滩附近。从流速变化来看,各期围海实施后,在导堤及圈围岸线等建筑物的影响下,局部海域流速大小有所变化,主要在圈围岸线附近,但变化量值都相对较小。从潮量看,工程实施后,甸头前沿局部断面潮量基本呈降低趋势,与矿石码头的岬角效应有关。总体上,围海工程实施没有对曹妃甸工业区宏观动力条件够成重大影响。 最后,结合曹妃甸海域局部泥沙运动特性及冲淤分析,得出结论如下:围海工程实施后,局部海域存在一定的冲淤变化,但曹妃甸的滩槽多年来一直保持基本稳定,没有改变其总体格局,这种格局的保持与其波流动力作用相适应密切相关,在达到冲淤平衡后将不再变化,建议加强施工期管理和监测,避免造成过局部影响。
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