围海堵口工程水力条件研究

论文摘要

围海堵口是围海工程中最重要的一步,也是围海工程成败的关键。在堵口合龙过程中,随着口门宽度、底槛高程以及外海潮位的变化,口门处常遇到恶劣的水力条件。为了保证堵口合龙的成功,必须掌握堵口过程中龙口水力要素的变化规律,进而选择合适的龙口口门尺度,合理安排堵口程序。本文针对曹妃甸工业区东南端海堤二期堵口工程,运用不同模式进行了龙口水力计算,主要成果总结如下:(1)运用堰流理论进行了龙口水力计算,分析了在龙口口门压缩、潜堤抬高过程中流速的变化特点,提出了堵口过程应遵循的原则。(2)采用平面二维水流数学模型ADCIRC对龙口水流过程进行了数值模拟,并将模拟得到的潮位过程结果与实测潮位及流速资料进行了对比,对模型进行了验证,得到了不同口门尺寸的涨、落潮以及涨、落急流速,并分析了口门处的流速变化情况,得到了龙口段平面流速场分布。(3)在同一个工况下,将堰流和二维堵口水力计算结果进行对比,得出一些对实际工程有价值的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的及意义
• 1.3 相关研究工作回顾及发展现状
• 1.3.1 概述
• 1.3.2 堰流模式
• 1.3.3 二维数学模型概述及研究现状
• 1.3.4 二维数学模型求解方法
• 1.3.5 数值模拟网格
• 1.3.6 SMS 软件介绍
• 1.3.7 本文主要工作
• 第二章 堰流水力计算的基本原理和方法
• 2.1 堵口水力计算的任务
• 2.2 水力计算原理
• 2.2.1 堵口时间的确定
• 2.2.2 龙口的尺寸和位置
• 2.2.3 堵口程序
• 2.2.4 设计潮位和设计潮型的确定
• 2.2.5 进水时堤顶流速的计算
• 2.2.6 出水时堤顶流速的计算
• t'>2.2.7 单宽流量过程线q^t
• 2.3 推求内港水位过程线的流程图
• 第三章 二维水动力数学模型及其基本方程
• 3.1 二维潮流数值模型
• 3.1.1 ADCIRC 模型的控制方程
• 3.1.2 ADCIRC 模型的数值求解方法
• 3.1.3 ADCIRC 模型的边界条件
• 3.2 ADCIRC 模型的计算程序简介
• 3.3 计算程序结构
• 第四章 堵口水力计算应用实例
• 4.1 曹妃甸海域的自然条件
• 4.1.1 潮流
• 4.2 堵口工程总平面布置
• 4.3 堰流模式龙口水力计算
• 4.3.2 计算基本条件
• 4.3.3 计算结果
• 4.4 二维数值模型水力计算
• 4.4.4 二维模型的建立
• 4.4.5 数学模型的验证
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢