海岸工程对近岸水动力影响研究——以浙江台州金清渔港为例

摘要

近岸水动力环境是对海岸及海洋建筑物产生直接影响的重要因素，也是海岸及近海工程中最为活跃、最为重要的研究内容之一。研究近岸地区的水动力变化规律不仅具有重大的现实意义，还具有很高的学术价值。近岸动力因素包括影响海岸工程的波浪、潮流、潮汐等诸因素和相应的泥沙运动。海岸工程周围的动力环境极其复杂，目前要把各个因素全部耦合在一起考虑还难以实现。在诸多研究方法中，数学模型最为经济、快捷，已成为研究大范围水动力条件变化的主要手段之一。 本文在现有河口海岸动力学理论、泥沙运动理论、波浪理论和数值计算方法的基础上，建立了平面二维潮流、泥沙输移和波浪折绕射数学模型。潮流模型采用控制体积法离散水流方程，并通过ADI法进行求解；在潮流计算的基础上应用破开算子法离散泥沙运动方程，建立泥沙输运模型和海岸演变模型，并对目前常用的泥沙淤泥经验公式进行初步分析；波浪模型则在缓坡方程基础上利用C-N格式离散求解。 将上述数学模型用于金清渔港工程研究，通过实测资料对潮流数学模型进行验证，在此基础上对工程前后的流场进行了计算，得到工程前后水动力变化的一般规律；同时利用泥沙淤积的经验公式对工程前后的回淤情况进行计算；并利用波浪数学模型对工程区域的波浪场进行模拟。 通过对工程实例的应用分析，本文所采用的数学模型和计算分析方法能较好的反应工程前后实际情况，为今后类似的工程提供一定的参考。