围海工程堵口水力计算与研究

论文摘要

我国人多地少,土地资源非常紧张。当前又正处于工业化、城镇化快速发展时期,建设用地供需矛盾十分突出,人口增加及城市化进程的加快,对土地的需求越来越大。围海造地对沿海港口及城市的发展有非常重要的作用,是我国尤其是东部沿海地区解决土地紧张问题和拓展生存空间较好的途径之一,世界上许多国家和地区都开发海岸带资源来解决人口与土地供给之间的矛盾。围海工程一般包括海堤、水闸、堵口三部分。海堤是围海工程主体,直接承受风浪、风暴潮、急流作用,工程量较大,以软基筑堤和堵口闭气为其重要技术问题；围海工程中的水闸主要起到分流做用,有双向过流的特点,海堤和水闸都是围海工程先期施工的部分；堵口是海堤修筑的最后阶段,堵口合拢是围海工程成败的关键,堵口施工中所遇到的技术问题,是整个围海工程中最复杂和最困难的问题。山于此阶段所遇到的水力条件十分恶劣,口门落差可达2-3米,流速最大可达到6-8米/秒,且水流极其复杂,根据我国《围海工程技术规范》规定围海堵口必须进行龙口水力计算。本文首先介绍围海工程的发展进程与国内外围海的开发现状,介绍了我国目前围海工程的特点及在围海工程实践中积累的经验和理论,利用CFX软件对堵口工程龙口水力要素进行数值模拟,重点研究了堵口快速合拢期间,流速值在二维平面的分布规律以及流速值随潮流的变化规律,提出合理合拢方案。并运用该数值模拟方法对某海上围堰工程进行堵口水力计算,模拟堵口过程中的水动力情况,为制定堵口合拢方案提供科学依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究的目的、手段和意义
• 1.2 围海工程的类型
• 1.2.1 顺岸滩涂型围海工程
• 1.2.2 河口型围海工程
• 1.2.3 港湾型围海工程
• 1.2.4 海岛围海工程
• 1.2.5 人工岛围海工程
• 1.3 国外围海工程发展现状
• 1.4 国内围海工程发展现状
• 1.5 围海工程的技术进展
• 1.5.1 堵口时间的选择
• 1.5.2 龙口布置与龙口防护
• 1.5.3 堵口顺序与方法
• 1.6 堵口水力计算研究现状
• 2 堵口水力数学模型构建
• 2.1 一维堵口水力模型构建
• 2.1.1 一维水力计算原理
• 2.1.2 一维水力计算的步骤
• 2.1.3 一维堵口水利计算实例
• 2.2 二维堵口水力模型构建
• 3 数值模拟方法
• 3.1 控制方程的离散
• 3.2 有限体积法
• 3.3 数值模拟网格技术
• 3.3.1 空间离散
• 3.3.2 时间离散
• 3.3.3 二维问题
• 3.4 拟解决的问题
• 4 堵口过程水力要素的数值模拟
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 工程自然条件
• 4.2 堵口工程流速的数值模拟
• 4.5 模拟结果分析
• 4.6 工程建议
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文