东营港10万吨级航道防波挡沙堤优化布置研究

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1、东营港10万吨级航道防波挡沙堤优化布置研究StudyonOptimumLayoutofSandDykefor100000DWTChannelofDongyingPort工程领域：水利工程作者姓名：张俊健指导教师：王元战企业导师：季则舟天津大学建筑工程学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文

2、中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月摘要东营港10万吨级航道工程邻近黄河入海口，该地潮差小，风大浪高流急，泥沙活动活跃，且风暴潮频繁。本文在分析当地海域波浪、潮

3、流以及泥沙运动规律的基础上，建立波浪、潮流、泥沙数值模型，通过模型试验对航道走向，防波挡沙堤堤头位置、堤间距及堤顶高程进行研究，得到最优防波挡沙堤布置方案。本文研究的主要内容及结论：（1）依据东营周边地区实测资料，研究分析各向波浪波高出现频率、潮流流速流向、不同月份大小潮水体含沙量分布、底质类型；东营海域悬沙分布、运移特点及黄河入海泥沙影响范围；岸滩演变及泥沙冲淤变化趋势。分析总结东营港区海域潮流特性、水体含沙量、底质分布特点以及泥沙运动规律，为后文试验研究提供基础资料；分析航道工程的主要影响因素，明确本文研究方向。（2）基于MIKE21软

4、件建立波浪、潮流、泥沙数学模型，针对东营海域气象、水文、泥沙以及地质环境，采集试验数据，为本次研究提供基础资料；通过模型对10万吨级航道周边现状条件下的波浪、潮流和泥沙环境进行数值模拟，分析试验数据与实测资料的一致性，验证模型的可靠性。（3）根据东营海域气象、水文、泥沙以及地质资料，利用数学模型，模拟航道走向分别为235°～55°、225°～45°、240°～60°，防波挡沙堤间距1000m，堤头分别位于-10.0m、-11.0m和-12.0m水深处时，航道及港池流场和泥沙淤积情况，分析研究试验数据，得出流速小和淤积量小的最佳航道走向。（4

5、）在航道走向研究成果基础上，进一步研究防波挡沙堤堤头分别位于-10.0m、-11.0m、-12.0m、-14.0m水深时，航道及港池内流场和泥沙淤积情况，分析模型试验数据，选出淤积少、流速低的最佳防波挡沙堤堤头位置。（5）在航道走向和防波挡沙堤堤头研究成果基础上，深入研究防波挡沙堤间距为1000m和1400m，不同的堤顶高程时，航道及港池内最大流速及最大横流情况、正常年泥沙淤积及10年一遇大风天骤淤情况。本着防沙、减淤、降速的原则，研究确定防波挡沙堤最佳间距和堤顶高程。经研究，航道走向确定为235°～55°、防波挡沙堤堤头位于-14m水深、

6、南北防波挡沙堤间距1400m，堤顶高程从1.0m过渡至-8.0m方案。关键词：防波挡沙堤，优化布置，波浪，潮流，泥沙，数值模拟IIIABSTRACTDongyingPort100,000DWTchannelprojectisadjacenttotheYellowRiverestuarywhichenjoyssmalltidalrange,strongwind,highwavesandtorrent,activesedimentandfrequentstormsurge.Sanddykeplaysakeyroleinreducingthech

7、annelsiltationandtheflowrateinthechannel.Accordingtotheanalysisofwavesandtidalcurrentinlocalwatersandlawsofsedimentmovement,thenumericalmodelofwave,tidalcurrentandsedimentisestablishedtostudythechannelalignment,theedgeposition,spacingandtopelevationofthesanddyke,whichleads

8、tothebestlayoutplanofsanddyke.Mainstudycontentsareasfollows:(1)Basedontheactualmeasuremen