黄骅港港区起步工程波浪综合试验研究

摘要

随着港口工程建设规模的不断扩大，波浪物理模型试验的水域面积也逐渐加大。由于试验条件、精度的限制，采用单一波浪整体物理模型试验往往不能完全解决实际问题，因此很有必要进行多种手段相结合的综合研究方法。本题研究的黄骅港综合港区起步工程防波堤长达十几公里，工程区自然水深较浅、潜水与出水堤并存，因此研究采用变态大范围整体物理模型、局部正态物理模型、断面物理模型试验及数值计算多种手段相结合的综合研究，其中数值计算为各物理模型提供边界条件，断面、局部整体模型给变态大范围整体物模及数值计算提供参数和检验。通过研究得出：(1)工程在设计高水位重现期2a一遇波浪作用下，仅ENE向浪在码头东侧泊位的波高大于1.2m。(2)设计高水位重现期10a、15a一遇波浪作用下，上水仅表现在ENE向浪码头东端，厚度为0.76m和0.71m。(3)在ENE向浪作用下，对比设计方案与各优化方案泊位前波高，潜堤优化方案二最小，波高值为1.78m，因此建议采用该方案。(4)综合考虑码头上水、泊稳条件和设计波浪要素等因素，建议北侧防波堤堤顶高程为+5.0m，防沙堤高程从+5.0m逐步向堤头-1.0m过渡。(5)由断面物理模型试验得出：在相同试验条件下，越浪产生的堤后次生波及谱峰周期随着堤项淹没水深增大而增大；另外，形成的次生波沿程衰减主要集中在堤后4L范围内，4L以外则衰减速度变慢。(6)通过对断面与北防波堤局部整体物理模型试验关于正向与不同斜向角度入射试验结果对比发现，当波浪入射角β≤10°时，堤后次生波波高正向与斜向入射比较，变化不明显，甚至有后者大于前者的情况；而当β>20°时，堤后次生波随波向角的增大而减小：当β=50°时，堤后次生波波高大致为正向入射时的0.4～0.5。
　　 通过数学模型与各种尺度物理模型相结合的方法，达到预期的研究目的，试验结果为设计提供依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究工作的意义和目的

1.2 变态模型试验的研究综述

1.3 波浪数学模型研究综述

1.4 潜堤越浪试验研究综述

1.5 本文的主要工作

第二章 模型试验概述

2.1 研究目的

2.2 研究内容

2.3 试验依据条件

2.4 工程平面布置方案

2.5 研究方法与技术路线

第三章 工程区波浪数值计算

3.1 研究目的

3.2 研究依据

3.3 计算内容与组次

3.4 计算方法

3.5 计算成果与分析

3.6 小结

第四章 防波堤波浪断面物理模型研究

4.1 研究目的

4.2 研究条件与依据

4.3 研究内容

4.4 试验设备与方法

4.5 堤后次生波测量方法

4.6 试验成果及分析

4.7 堤顶相对水深与堤后次生波分析

4.8 小结

第五章 北防波堤局部整体物理模型试验研究

5.1 研究目的

5.2 研究内容

5.3 研究条件与依据

5.4 模型设计及仪器设备

5.5 试验方法与资料处理

5.6 试验成果与分析

5.7 小结

第六章 大范围变态整体物理模型试验研究

6.1 研究目的

6.2 研究内容

6.3 研究条件与依据

6.4 模型设计及试验方法

6.5 试验成果与分析

6.7 潜堤优化试验结果

6.8 叠加风成浪研究成果

6.9 码头上水及泊稳条件分析

6.10 小结

第七章 港内波高综合分析

7.1 工程建设后港内波要素比较分析

7.2 不同角度入射堤后次生波对比分析

第八章 结论与展望

8.1 本文的主要结论

8.2 展望

参考文献

附 表

致谢