透空式防波堤整体防浪掩护效果综合研究——以福建省三沙中心渔港为例

摘要

透空式防波堤较实体式防波堤具有对环境影响小、有效防止泥沙回淤和减少流场、流态的变化等优点。但是，穿过透空堤堤身的透射波与口门处的绕射波迭加，使港内波况变化复杂，结构轻巧，工程量小，同时具有良好的水体交换性能，对周围动力环境的影响也有所减少，影响港域的安全泊稳条件。迄今为止，对桩基透空式防波堤防浪掩护效果的研究尚不完善，对此，系统研究透空式防波堤的整体防浪掩护效果，确定合理的断面结构型式，提高港域安全泊稳面积，具有现实意义。 本文首先介绍了国内外透空式防波堤现有研究成果，总结了桩基透空堤透浪系数的主要影响因素及其规律性；然后以福建省霞浦县三沙中心渔港透空式防波堤为例，通过系列物理模型试验，重点研究了影响桩基透空堤消浪的主要因素，包括挡浪板入水深度、挡浪板板间距(或无间距)、桩台底板高程和桩基间距等，提出了改进港域泊稳条件的方法及措施；同时，采用考虑波浪绕射和透射的非线性变形的Mike21 BW模块进行数值模拟计算，并针对透空堤结构特点，采用概化处理的方法，较好的模拟了透空堤建设后港域波高分布，提出了适合透空堤数值模拟计算的一种有效方法，对今后采用数值模拟计算透空式防波堤具有一定的借鉴意义。 本文通过物理模型试验和数值模拟计算两种方法，综合分析了透空式防波堤的消浪特性，进一步完善了透空堤整体防浪掩护效果的研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2问题的提出

1.3国外研究现状

1.4国内研究及应用

1.5本文采取的研究方法

1.6本文研究的内容

第二章桩基透空堤防浪掩护的理论研究

2.1港域平稳度的理论研究

2.2可透性防波堤堤后波高研究

2.3桩基透空堤防浪掩护效果的物理模型研究

2.4桩基透空堤透浪特性影响因素分析

2.5本章小结

第三章桩基透空堤防浪掩护效果物理模型试验研究

3.1桩基透空堤断面试验

3.1.1试验条件与方法

3.1.2透空堤断面波浪透浪系数试验

3.1.3桩基透空堤断面试验结论

3.2桩基透空堤整体防浪掩护试验

3.2.1整体模型设计

3.2.2模型量测方法

3.2.3透空堤整体防浪掩护试验研究

3.2.4透空堤整体防浪掩护效果分析

3.3本章小结

第四章二维数学计算模型及其原理

4.1数值方法概述

4.2基本控制方程

4.3数值求解

4.3.1数值方法

4.3.2方程离散及解法

4.4边界条件

4.5计算步骤及注意事项

4.6透空式防波堤结构概化

4.7本章小结

第五章桩基透空堤整体防浪掩护数值计算

5.1数学模型的计算条件和验证

5.1.1数学模型的计算条件

5.1.2透空堤结构概化

5.1.3数学模型率定

5.2港域波浪分布计算工况

5.3港内波浪分布计算结果

5.4桩基透空堤防浪掩护特点综合分析

5.4.1物模与数模结果比较

5.4.2桩基透空堤防浪掩护特点

5.4.3实体堤防浪掩护特点

5.4.4桩基透空堤与实体堤防浪掩护效果比较

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1本文研究成果

6.2展望

参考文献

致谢