波流共同作用下围垦促淤计算方法研究-水利水运工程学报.PDF

第4期 水 利 水 运 工 程 学 报 No.4 摇 2014年8月 HYDRO鄄SCIENCE AND ENGINEERING Aug. 2014 波流共同作用下围垦促淤计算方法研究 1,2 1 1 1 1 刘摇 红 , 谢摇 军 , 熊志强 , 陈摇 中 , 陈海英 (1. 中交上海航道勘察设计研究院有限公司, 上海摇 200124;2. 华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室, 上海摇 200062) 摘要:在改进王义刚等提出的淤泥质海岸围垦淤积计算方法基础上,提出了波流共同作用下围垦促淤计算方 法。 采用实测水沙资料对挟沙力公式进行率定,得到了横沙东滩水域波流共同作用下半潮平均水沙关系式,其 相关系数明显优于仅考虑潮流作用的水沙关系式。 采用上述计算方法和水沙关系式对横沙东滩促淤圈围工程 的淤积效果进行计算,计算结果与实测值较为接近。 由于考虑了波浪作用对含沙量的贡献,比仅考虑潮流作用 的计算模式具有明显优势,以后可进一步尝试采用本模式研究砂质和粉砂质潮滩促淤效果问题。 关摇 键摇 词:横沙东滩;淤泥质海岸;波流共同作用;滩涂;围垦;促淤;计算模式 中图分类号:TV148摇 摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 摇 文章编号:1009-640X(2014)04-0022-06 滩涂处于陆海相互作用的过渡地带,是一种重要的土地资源、空间资源和生态资源。 随着社会经济的快 速发展,城市用地的矛盾日渐突出,结合河势控制和河口整治工程进行促淤圈围不失为一种缓解城市用地矛 [1] 盾的有效途径。 围垦造地具有较大的成本优势 ,适度的滩涂圈围还是河势控制和河口整治的有效措施之 [2] 一 。 圈围工程实施前需通过工程措施创造良好的淤积环境,充分利用本区域水文、泥沙条件,加快淤积和 成陆建设进程,减少后期的吹填工程量,从而降低造地成本。 因此,围区内的促淤效果分析是促淤圈围工程 关注的关键技术问题之一。 [3] 目前,分析促淤效果主要采用物理模型、泥沙数学模型和经验公式等手段 ,由于物理模型研究耗时 长、投入较大,泥沙数学模型计算精度有限,因此,利用半理论半经验公式进行估算受到海岸工程学家的青 睐。 一个使用方便的经验公式至少需要满足以下两个条件:淤物理概念清晰,于相关参数易于测量和率定。 [4] 前人在淤泥质海岸促淤预报模式方面开展了许多有益的工作。 刘家驹等 建立了淤泥质海岸保滩促 淤计算模式,并在江苏吕四海岸促淤效果的计算中吻合较好,但刘家驹公式中未考虑当地的背景含沙量,仅 [5] 突出了工程实施前、后波浪衰减的影响。 王义刚等 建立了淤泥质潮滩促淤预报模式,在南汇南滩促淤效 果计算中取得满意的结果,但该模式仅考虑了工程前后潮流动力变化对促淤效果的影响,未考虑波浪动力的 影响,因此,在波浪作用不显著的淤泥质潮滩围垦促淤计算中效果较好,但无法适用于波浪影响较大区域的 围垦促淤计算。 风浪和潮流是两个相对独立的动力因素,均对泥沙的起动、输运和沉降具有重要作用,它们的挟沙能力 可用各自的流速来体现。 基于这一思路,本文对王义刚模式进行了改进,选用波流共同作用下的挟沙力公式 推导得出波流共同作用下的滩涂围垦促淤计算模式,并以横沙东滩促淤(四期)工程进行了验证。 摇 摇 收稿日期:2013-12-13 摇 摇 基金项目:中交上海航道勘察设计研究院有限公司专业建设项目(2013-1065);河口海岸学国家重点实验室开放基金项 目(SKLEC-KF201201) 摇 摇 作者简介:刘摇 红(1978-),男,湖北宜昌人,高级工程师,博士,主要从事河口海岸水动力和工程泥沙研究