[發明專利]一種考慮余流的港口建設方法

有效

• 申請號: 202010434775.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111611641B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 李文丹;李孟國;韓志遠;謝琳;趙張益;嚴冰
• 申請（專利權）人: 交通運輸部天津水運工程科學研究所
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F111/10;G06F113/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王蒙蒙

本發明公開了一種考慮余流的港口建設方法：步驟1，確定港區數學模型范圍并對港區數學模型進行網格剖分；步驟2，對港區余流特征進行分析，獲得各個測點的余流流速和余流方向；步驟3，確定港區數學模型的潮位開邊界；步驟4，確定港區數學模型的余流水位邊界；步驟5，在潮位開邊界上疊加余流水位邊界，以獲得港區數學模型的最終開邊界；步驟6，根據港口規劃確認最終網格剖分，根據最終開邊界和最終網格剖分進行模擬計算，根據所模擬計算的結果來進行港口設計。本發明港口建設時充分考慮余流影響，并且，港區水流模擬真實水流，模擬結果精確可靠，為港口建設提供準確指導。

技術領域

本發明涉及港口建設，特別涉及一種考慮余流的港口建設方法。

背景技術

粵西海域北面和西面分別為廣東省、雷州半島和海南島所環抱(圖1)，海床地形自西及北向東南急劇傾斜。沿岸有多條河流入海，其中以珠江徑流量最大，其多年平均徑流總量為3360億m³。

早期人們對粵西沿岸流定性地認為，其隨季節轉換，冬季流向西，夏季流向東，如圖2和圖3所示。近20年來，隨著觀測和研究成果的增多，人們對粵西沿岸流有了新的認識，即粵西海域近岸帶常年存在一股流向西南的沿岸流，平均流速夏半年約0.2m/s，冬半年約0.25m/s。其范圍由珠江口向西至湛江灣沿岸，外海基本在-50m等深線以內區域。

冬季，珠江等河流進入枯水期，入海徑流有所減少，在東北季風壓迫作用下，近岸和外海水體均向西南方向運移，由于風力作用冬季沿岸流流速略大于夏季。對于粵西沿岸流的驅動機制，學者對夏季的流動有較多探討，然而認識并未完全統一。伍佰瑜等人認為珠江徑流受地轉科氏力作用以及夏初多東南及東風影響，是粵西沿岸西向流的成因；嚴金輝和陳達森等人持相似觀點，認為粵西西向沿岸流是浮力和季風驅動，夏季徑流造成沿岸堆積低密度海水，由于地轉效應流向西，同時，夏季粵西沿岸出現頻率最高的是東南風，加強了西向流；楊仕英等人則認為夏季粵西海域仍是西南季風，陸架上升流引起海水溫鹽變化和夏季降雨增多，陸地徑流輸入引起海面升高這兩種機制造成的海洋斜壓與正壓效應才是控制粵西沿岸流的主要因子；也有少數研究人員認為，氣旋式環流是夏季粵西沿岸流向西的主要原因。由此可以看出，盡管前人對粵西沿岸流終年向西有了統一的定性認識，但關于粵西沿岸流的強度以及夏季粵西沿岸流的形成機制尚無明確定論。

對港口建設而言，近岸水流運動規律對其設計有重要的影響。例如，航道走向應盡量與水流主流向平行以減少船舶在航道內航行時的橫流來規避通航風險；港內停泊水域水流流速大小和水流流向會直接影響船舶靠泊時的安全程度；另外，港池和航道內水流流態也將影響水體內泥沙的落淤情況，淤積量過多的海域將增加港口運營期的疏浚和維護成本。

數值模擬是目前近岸海域水流運動研究的重要手段。在以往港口建設工程中，一般僅考慮天文潮流的作用(沿岸流較小或沒有)。而粵西海域較為特殊，該海域沿岸流較大而潮差較小平均僅有1.6m，因此潮流流速和粵西沿岸流流速達到了同一量級。因此，在粵西海域建設港口等工程時，則必須要考慮粵西沿岸流的影響。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種考慮余流的港口建設方法，本發明港口建設時充分考慮余流影響，并且，港區水流模擬真實水流，模擬結果精確可靠，為港口建設提供準確指導。

本發明所采用的技術方案是：一種考慮余流的港口建設方法，包括以下步驟：

步驟1，確定港區數學模型范圍并對港區數學模型進行網格剖分；

步驟2，對港區余流特征進行分析，獲得各個測點的余流流速和余流方向；

步驟3，確定港區數學模型的潮位開邊界；

步驟4，確定港區數學模型的余流水位邊界；

步驟5，在潮位開邊界上疊加余流水位邊界，以獲得港區數學模型的最終開邊界；