开敞式海岸围海工程堤线布置研究——以福建省潘岐头围垦为例

摘要

围海工程包括海堤、堵口和水闸三大部分。其中海堤是围海工程的主体，也是海岸防护的主要措施，它是保护海岸、河口地区不受暴潮、风浪侵袭的重要水工建筑物。 海堤堤线的平面布置必须服从海岸带综合开发的利益，同时应考虑到对临近水域或地区的影响。尤其在河口地区海堤堤线平面布置要结合河口整治的自然条件和技术经济条件，满足堤身安全、防洪、排涝、航运、水产及施工等方面的要求，力求提高工程的综合效益。随着沿海经济的高速发展，围海工程日趋向外海低涂发展，将面临着恶劣的暴潮和风浪。因此，研究开敞式海岸围海工程堤线布置具有现实意义! 本文介绍了国内外围海工程进展、开敞式海岸上消浪堤消浪效果的研究成果，重点研究了开敞式海岸恶劣的水文条件作用下，围海工程海堤堤线的平面布置。以福建省潘岐头围海工程为例，遵守围海工程建设必须服从海岸带综合开发的利益，通过系列物理模型试验，研究不同消浪堤与尺度及设计水位组合情况下，晴川湾内水域波高分布特点，提出合理的消浪堤尺度：一方面有利于船舶正常进港作业，台风期渔船避风锚泊及保障渔民生命和财产安全、另一方面提高了水闸、码头等建筑物的安全性；确定新围区堤线布置方案：协调了围区和湾内区域的综合开发利益。同时，又采用波浪绕射和透射的非线性变形Mike21 BW模块进行数值模拟计算，并结合出水潜堤波浪透射系数估算方法，计算消浪堤堤后湾内水域波高分布，经与物理模型比较，数学模型能较好的模拟工程前后晴川湾内波高分布，论证确定新围区堤线布置方案，对研究开敞式海岸围海工程堤线布置是可行的。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2国内围海工程进展

1.2.1滩涂资源

1.2.2围海开发目标与效益

1.2.3围垦滩涂与河口治理相结合的工程实例

1.3国外围海工程进展

1.4问题的提出

1.5本文的主要研究内容

第二章 开敞式海岸消浪堤的研究及其应用

2.1消浪堤的结构型式

2.1.1斜坡式消浪堤

2.1.2透空式消浪堤

2.2消浪堤工程实例

2.3国内外研究进展

2.3.1国内研究情况

2.3.2国外研究情况

2.4本章小结

第三章堤线布置物理模型试验研究

3.1物理模型试验理论基础

3.1.1相似的一般概念

3.1.2模型相似准则

3.2物理模型设计、制作与研究方法

3.2.1模型设计

3.2.2内堤线方案的提出

3.2.3模型制作

3.2.4试验水位和波要素

3.2.5模型测量方法

3.3物理模型试验研究内容及观测结果

3.3.1工程前晴川湾新围区堤前及湾内水域波高分布特点

3.3.2工程后消浪堤与不同内堤组合，内堤堤前平均波高及晴川湾内平均波高分布特点

3.4消浪堤防浪掩护效果综合分析

3.5本章小结

第四章二维数学计算模型及其计算原理

4.1数值模型概述

4.2近岸海域波浪数值模拟研究的几种模型

4.2.1基于Snell定律的折射模型

4.2.2缓坡方程模型

4.2.3 Boussinesq方程模型

4.2.4能量平衡模型

4.3 MIKE 21波浪模块简介

4.4 MIKE 21 BW模块

4.4.1 MIKE 21 BW的基本方程和数值解法

4.4.2 MIKE 21 BW的模型参数与边界条件处理

4.4.3 MIKE 21 BW的计算过程

4.5本章小结

第五章数学模型的应用

5.1潘岐头围海工程

5.1.1工程概况

5.1.2模型率定

5.1.3各个工况的计算结果

5.1.4 BW计算结果处理

5.2本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢