爆破挤淤产生的悬浮物输移扩散模拟研究
施工产生的悬浮泥沙对附近海域水质影响的定量预测分析
施工产生的悬浮泥沙对附近海域水质影响的定量预测分析曾小辉;吴迪;肖笋【摘要】This paper focuses on the quantitative analysis and prediction on the impact of suspended sediment to the inshore water quality during Zhuhai port LNG channel dredging and construction process. To fully understand the distribution of inshore tidal current, on the basis of the inspection on the hydrological characteristics of the project sea area and its nearby waters, combining with the data from the test flow and tide gauge stations, as well as information on the preliminary work, this paper uses a numerical simulation method to simulate and calculates the state of tidal current field of the project sea area and its nearby waters, and reproduces its movement and characteristics. On the basis of the simulation of tidal current field, this model will predict the transport and diffusion of the suspension and be used to analyze the impact to the inshore water quality during construction.%为了全面地了解珠海港LNG航道附近海域的潮流分布特征，在查阅有关该海域及其附近海域水文特征的基础上，结合模拟区附近的测流站、验潮站资料以及有关前期工作资料，采用数值模拟方法对工程海区及其附近海域的潮流场状况进行了数值模拟计算，再现了模拟区的潮流运动过程和特征。
爆破挤淤产生的悬浮物在潮流作用下的输移扩散研究
水域的影响进行 了研究 。研究结果表明 ，爆破挤淤产生 的悬 浮泥沙的输移扩散运 动与潮流运动密切相关 ，潮流 的
方向及水动力强度在一定程度上决定了爆破挤淤产生 的悬浮泥沙的输移扩散 方向及 范围；在该水域 ，爆破挤淤后 ，
水体 中由此而产生的悬 浮泥沙浓度由于扩散和落淤 而迅 速减小 ，爆 破挤淤 ６ｈ后 ，悬浮泥 沙浓 度增 量基 本降至 １ Ｏ ｍ／ ｇ Ｌ以下 ，若在转流时段 （ 憩流）进行爆破更 有利于悬浮泥沙浓度的降低 ，对周 边水域环境的影 响较小。
ｒ ｕｉ ｏ ｅｂ ｔ ，ａｄａａ ｚｄｉ ｐｃ ｏ ｊｅｎ ｗ ｔ ８ ｔ ｉ ｒ ｔｉｅ．Ｔｌｒ ｕ ｄｅｔ ａ ｌ ｅｒ ｔｍｈ ｅｌ ｎ ｆ ｍ ｔ ￣ ｍｇ ｎ ｌｙｅ ｓｉ ａｔ ｎａ ａｅｔ ａ ｒ ａ ｄ ｅｅ ｍ ｓ ｉ ｓ ｔｉ ａ ｃ ｓ ｌ ｏ ｉ ｓｔ ｒ ｈ ｇ Ｉｌ ｔ ｍ ｄ ． ｅ ｆ ｎ ｔ ｅ ｅｌ ｎ ｅ ｏ ｅ ｉ ｓ ｉ ａ ｐ
关键 词 ：爆 破 挤 淤 ；潮 流 ；悬 浮 泥 沙 ；输 移扩 散 ；研 究
中图分类号 ：Ｔ １２ Ｖ ４
文献标识码 ：Ａ
文章 编号 ：１０ ．０Ｘ（００ ０．Ｏ９０ ０８７ Ｉ ２ １）５ＯＯ．４
Ｃｕ ｒ ｎｔａ ｅ ｔ ｄ Ｔｒ ｎ ｐ ｒ ｎｄ Ｄｉ ｕ ｉｎ ｆＳ ｓ ｅ ｅ ｒ ｅ － ｆ ｃｅ ａ ｓ ｏ ｔａ ｆ ｓｏ ｏ ｕ ｐ ｎｄ ｄ
娄海 峰 （ 浙江省 水利 河 口研 究院 ，浙 江
摘
杭 州 ３０ ２ ） １０ ０
要 ：爆破挤淤填石是浅海工程中淤泥质软基处理 中的常用施 工方法。就 围堤地基爆破挤淤处理产生 的悬
浮泥沙在潮流作用下的输移扩散过程进行数值模拟 ，并对不同时刻进行爆 破挤淤产生 的悬 浮泥沙输 移扩散对附近
污染物扩散模型的构建与模拟分析
污染物扩散模型的构建与模拟分析随着现代工业化及城市化的不断发展，环境污染问题越来越突出，这对人类的健康、生态环境及生物多样性等方面都带来了极大的威胁。
而污染物的扩散是导致环境污染的主要原因之一。
因此，对污染物的扩散模型的构建与模拟分析具有重要的理论和实际意义。
一、污染物扩散模型的基本概念污染物扩散模型是指对污染物在大气、水体、土壤等介质中扩散传播过程进行数学建模的过程。
其核心思想是通过数学公式描述污染物扩散、转化与传递规律，对污染物的特征、分布、浓度、影响等进行评估和预测，为环境保护和污染控制提供支持。
在污染物扩散模型中，其中一个关键要素是扩散系数，它主要考虑污染物的扩散现象。
扩散系数大小与被扩散的分子量、临界温度、扩散介质温度、压力等成正比例关系。
此外，影响扩散的还有风速、风向、湍流强度等气象因素。
因此，在具体构建模型时需要考虑多方面因素的影响。
二、污染物扩散模型的分类理论上，污染物扩散模型可以分为两大类，即基于经典物理学的扩散模型和基于统计物理学的扩散模型。
前者主要是基于物质的微观规律进行建模，如分子运动、质量传递、动能转移等；后者则是基于大量粒子的统计规律，如统计热力学、热力学平衡等。
在实际应用中，也可以根据具体的扩散介质、污染物种类、浓度范围等多种因素，将扩散模型进行进一步分类。
例如，大气扩散模型可以分为高斯模型、拉格朗日模型、欧拉模型等；水体扩散模型可以分为点源模型、面源模型、非定常模型、在线模型等。
在具体的应用中，需要根据污染物的种类、具体的观测数据、模拟环境等情况，选择适合的模型类型。
三、模型参数估计及优化在进行污染物扩散模型构建时，需要确定相关的模型参数。
而在实际操作过程中，往往难以对所有模型参数进行测量和确定。
此时，需要通过已有的或者历史数据，进行参数估计或反演，以得到合理的参数值。
传统的参数估计方法包括拟合法、极大似然法、贝叶斯反演等。
其中，拟合法最为常见，即根据已有的观测数据，通过试探性调整参数值，将模型预测值与实际观测值拟合。
海洋工程中悬浮泥沙源强的确定
海洋工程中悬浮泥沙源强的确定摘要：随着各类海洋工程的施工建设，各类海洋工程施工均会引起周边海域悬浮泥沙剧增，会对项目周边海域的环境产生不利影响。
目前国内没有对海洋工程中涉及的悬浮泥沙源强作出完整的归类，总结在海洋环评中多年的工作经验，本文对海洋工程中悬浮泥沙源强类型进行了总结归纳，为海洋环评中悬浮泥沙源强的选取提供参考和依据。
关键词：悬浮泥沙源强海洋环境影响近年来，随着我国海洋经济的迅速发展，各类海洋工程的施工建设，包括填海造地、港口建设、航道疏浚、跨海桥梁、各类透水构筑物及非透水构筑物等，均会引起周边海域悬浮泥沙剧增，会对项目周边海域的环境产生不利影响。
其中悬浮泥沙的扩散输移对海洋环境影响较大，主要表现为悬浮泥沙的扩散输移范围和浓度变化对海水环境和海洋生态环境的不利影响。
针对国内外学者对海洋工程中的悬浮泥沙源强确定缺乏比较全面系统的论述，为此，本文根据笔者工作中经验对海洋工程中涉及的悬浮泥沙源强的确定进行了总结，可为海洋工程环境影响评价悬浮物污染开展综合分析，根据工程的底质条件合理选择设备类型提供理论依据。
1悬浮泥沙源强类型海洋环评中数值模拟分析和悬浮泥沙污染源的存在形式密切相关，悬浮泥沙源强一般在空间上分为：点源、线源、面源和体源；根据持续时间可分为瞬时源和连续源。
根据海洋工程施工计划和施工特点的不同，在海洋环评数值模拟中对泥沙源强的处理方式也不同。
一般疏浚挖泥及疏浚土抛投时采用设置固定点源或瞬时源的方式进行模拟；溢流及抛石采用设置连续固定点源的方式进行模拟；爆破挤淤一般采用瞬时点源；管道及航道的开挖根据施工线路的特点采用移动点源的方式进行模拟。
2悬浮泥沙源强计算方法针对不同的工程类型，由施工引起的泥沙源强确定方法也不同，目前泥沙源强的确定一般采用公式计算结合同类工程经验或现场监测数据进行推算。
本文根据笔者的工作经验对海洋环评中涉及的源强方法进行了总结。
2.1疏浚源强项目工程类型为疏浚，采用的施工机械一般为绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、抓斗船，悬浮泥沙发生量按照《港口建设项目环境影响评价规范》中提出的公式计算源强。
泥沙在水体中对流扩散运动特性的数值研究模拟的开题报告
泥沙在水体中对流扩散运动特性的数值研究模拟的开题报告一、选题背景泥沙是河流和水体中的主要物质之一，它们的运动和扩散特性对环境的影响十分重要。
在近年来的河流治理和流域防洪工作中，对泥沙的运动规律和扩散特性进行研究已经成为必不可少的工作。
本文将采用数值模拟方法研究泥沙在水体中的对流扩散运动特性，以期对泥沙在水体中的输移形态及其影响因素有更全面的认识。
二、研究意义目前，对泥沙的运动和扩散特性的研究主要依赖于实验室和野外观测，这种方法存在时间和空间上的限制。
而数值模拟方法由于具有无时无刻的连续性、可重复性和低成本等优势，使得其成为了研究泥沙运动规律和扩散特性的有效手段。
通过选择合适的数值模型和数值方法，可以得到泥沙在水体中的流动特性、输移规律及其影响因素等详细信息，从而在河流治理、流域规划以及环境保护等方面提供科学依据。
三、研究方法本文将采用数值模拟方法研究泥沙在水体中的对流扩散运动特性。
数值模型将基于流体力学方程和质量守恒方程，通过计算机模拟泥沙在水体中的运动与传输过程。
主要包括以下步骤：1.建立数值模型：根据泥沙在水体中的运动规律和扩散特性建立数学模型，以形式化和标准化的方式描述泥沙的输移过程。
2.选择数值方法：根据泥沙输移的物理特性以及数值模型的形式，选择适合的数值方法进行离散化求解。
3.处理边界条件：根据实际情况，对数值模拟的边界条件进行处理，包括进口流量、边界波浪、底面底层阻力等。
4.调整模型参数：对数值模拟过程中的各种参数进行调整，以保证数值模拟结果的准确性和稳定性。
5.数值模拟实验：进行一系列数值模拟实验，对泥沙的输移规律和影响因素进行详细研究。
四、研究内容和预期结果本文主要研究泥沙在水体中的对流扩散运动特性，通过数值模拟实验，研究泥沙在水体中的输移形态及其影响因素，主要涉及以下几个方面：1.泥沙在不同流速和深度下的输移规律。
2.泥沙在不同河道形状和底质状况下的输移规律。
3.泥沙在不同水力条件下的输移规律以及输移倾向性。
海岸工程中悬浮泥沙源强选取研究概述
科技资讯2016 NO.06SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 业 技 术74科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION随着人类对于海洋资源的开发利用日益加剧,各类海岸工程包括港口建设、开挖航道、修建防波堤、围海造陆等,都会对周围海域环境产生不利影响。
而其中施工产生的悬浮泥沙的扩散输移对工程效果、海域环境等影响较大,主要表现为悬浮泥沙的扩散输移范围和浓度变化对海洋环境的影响以及悬浮泥沙引起的水质环境改变对海洋生态系统和水生生物产生的不利影响。
1 泥沙模型的发展悬浮物输运数学模型大致可分为欧拉型和拉格朗日型两大类。
欧拉法计算量小,应用较广,它以悬浮物的空间浓度分布为研究对象,多采用有限元法或有限差分法对悬浮物输运方程进行求解;拉格朗日法则通过追踪每个时刻各个质点的位置,采用统计的方法得到流场内不同时刻的悬浮物浓度分布。
该方法模拟精度高,但计算量相对较大[1]。
泥沙数学模型始于20世纪中期,经历了从一维、二维到三维,从非耦合到耦合的发展历程。
一维泥沙数学模型主要用于研究长时空的泥沙问题,包括河道、水库的泥沙运动或长期的河床冲淤演变等。
随着实际工程的需要,近年来一维泥沙模型还被应用于非恒定流、非均匀沙、不平衡输沙状态、复合水道以及异重流、往复流等不同流态的情况研究。
目前在悬沙、底沙输移以及河床演变中应用最广的是二维泥沙数学模型。
一般分为平面及垂向二维模型。
平面二维泥沙数学模型建立在垂向平均的基础上,模拟区域泥沙场的平面分布。
考虑水动力因素,平面二维泥沙数学模型主要分为如下4类[2]：(1)只考虑潮流作用,适用于潮流作用为主、波浪影响小的地区;(2)考虑波浪掀沙、潮流输沙作用,这种模型在挟沙力的确定中考虑波高因子的影响;(3)考虑波浪掀沙及波浪场对潮流场影响的泥沙模型,通过底摩擦力和辐射应力在潮流场的计算中引入波浪作用;(4)考虑波浪掀沙以及波流相互作用的泥沙数学模型,在(3)的基础上考虑流场对波浪场的影响,即波流场的相互作用。
河道整治工程中悬浮物输移扩散数值模拟研究
河道整治工程中悬浮物输移扩散数值模拟研究李晓凌;吴从林;张长征【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2013(000)0z1【摘要】在河道整治工程的施工过程中，抛石、河道疏浚等活动会引起河道中悬浮物浓度的增加，并可能对施工区内的取水口等环境敏感点产生不利影响。
以南京市区八卦洲河段河道整治工程为对象，采用MIKE21水动力和对流扩散模型对河道整治工程主要施工活动产生的悬浮物的影响程度和范围进行了预测。
结果表明，疏浚工程施工引起河道中悬浮物浓度增量最高可达25 mg/L，抛石工程仅2 mg/L 左右。
在模拟区域，疏浚和抛石活动引起悬浮物浓度增加0．5 mg/L以上的范围分别为3．06 km2和0．24 km2。
同时，通过模型对由施工活动导致的取水口附近河道悬浮物浓度的增量进行了定量分析，以及施工活动对取水口等环境敏感点的影响，可为相关部门科学合理地设置水环境保护措施提供依据。
【总页数】4页(P82-85)【作者】李晓凌;吴从林;张长征【作者单位】长江勘测规划设计研究院环境公司，湖北武汉430010;长江勘测规划设计研究院环境公司，湖北武汉430010;长江勘测规划设计研究院环境公司，湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】TV85【相关文献】1.爆破挤淤产生的悬浮物在潮流作用下的输移扩散研究 [J], 娄海峰2.疏浚土吹填泥沙输移扩散数值模拟研究及应用 [J], 李蓓3.长江口污染物输移扩散影响因素的数值模拟研究 [J], 曹帅4.阳澄西湖围堰施工中悬浮物输移扩散数值模拟 [J], 汪静娴;孟玉生;逄勇;徐博文;吴为5.爆破挤淤产生的悬浮物输移扩散模拟研究 [J], 黄惠明;王义刚;孙思源;尚进因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
污染物扩散模型的数值模拟与优化
污染物扩散模型的数值模拟与优化随着工业和城市化的快速发展，各类污染物不断排放，对环境和人类健康造成了严重威胁。
因此，对污染物的扩散和传播进行研究具有重要的意义。
数值模拟是一种有效的研究手段，可以在实验基础上快速地得到大量的数据，研究污染物的扩散规律，寻求优化控制的方法。
一、数值模拟的方法数值模拟是通过将被研究的环境、污染物和物理运动模拟成一组方程来分析污染物扩散的过程。
目前常用的数值模拟方法有有限差分法、有限体积法、有限元法等。
有限差分法是较为常用的数值模拟方法之一，它将被研究的区域划分为网格，然后通过网格上的数值解来逼近偏微分方程的解。
对于二维或三维问题，数值模拟需要进行平面或空间离散化，对于各个离散化单元上的物理参数进行计算，根据物质守恒、动量守恒和能量守恒等定律，得到污染物浓度场的变化规律。
有限体积法是一种与有限差分法相似的方法，也是将研究区域离散化为有限个体积，解决物理现象的积分方程，逼近偏微分方程解的方法。
在这种方法中，需要进行通量获得、反演验证等步骤。
有限元法是一种广泛应用于流体力学、热力学等领域的数值模拟方法。
它将物理场分割成一些小的网格区域，在每个小区域内由一组代表物理场变化的方程求解，再利用边界条件拼接起来，最终得到整个场的解。
它的优势在于对不规则计算区域更加适应，能够准确地刻画污染物扩散和传播过程。
二、污染物扩散模型的建立在进行数值模拟时，必须建立严格的污染物扩散模型。
建立的过程中要考虑诸多因素，如污染源的性质、环境条件、气象因素等。
对于不同类型的污染源和环境，需要选择不同的数值模型来进行计算。
对于一些简单的情况，如单一污染物、平坦地形等，可以采用简单模型来计算。
但是，对于复杂情况，如多种污染物、复杂地形、复杂气象条件等，则需要建立更加复杂的模型。
三、数值模拟中需要考虑的因素在进行数值模拟时，需要考虑环境和气象因素对污染物扩散的影响。
这些因素包括风速、风向、大气稳定度、地形高度等等。
slab程序计算污染物扩散
未来研究方向
如何获取更准确、全面的数据，以及如何高效处理和分析这些数据是技术挑战之一。
数据获取与处理
模型的验证和改进是保证模拟结果准确性的关键，需要不断进行实验和验证。
模型验证与改进
随着模拟精细化程度的提高，计算资源的需求也会相应增加，如何优化算法和减少计算资源消耗是未来的研究方向。
误差评估与不确定性分析
评估模型误差对结果的影响，进行不确定性分析，提高模拟结果的可靠性。
模型误差来源
分析模型误差的主要来源，如数值离散化、边界条件简化等。
误差分析
05
应用与展望
城市空气质量模拟
01
利用slab程序模拟城市中污染物的扩散，为城市规划和环境保护提供依据。
工业区污染物扩散模拟
02
针对工业区排放的污染物，模拟其在区域内的扩散情况，评估其计算污染物扩散
CATALOGUE
目录
引言 污染物扩散模型 slab程序实现 结果分析 应用与展望
01
引言
目的和背景
污染物扩散是环境科学和工程领域的重要问题，它涉及到大气、水体和土壤等环境介质中的污染物迁移、转化和归宿。
污染物扩散研究对于环境保护、生态修复和公共健康等方面具有重要意义，可以为污染控制和风险管理提供科学依据。
在实际应用中，污染物扩散问题通常涉及到复杂的物理、化学和生物过程，需要借助数值模拟方法进行定量分析和预测。
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slab程序是一个用于计算污染物在大气、水体和土壤等二维介质中扩散的数值模型。
该程序采用有限差分方法求解污染物扩散方程，可以模拟污染物在二维平面上随时间、空间的变化情况。
污染物迁移与转化的数值模拟
污染物迁移与转化的数值模拟随着人类社会的进步和发展，环境污染与日俱增。
其中，水环境污染是比较常见的一种，例如工业废水、农业面源污染和城市雨水等。
这些污染物在水体中的迁移和转化是一个复杂的过程，需要通过科学的方法进行数值模拟，从而更好地了解污染物的迁移、转化和控制。
首先，我们需要了解污染物在水体中的运移过程。
在水环境中，污染物有三种主要的运移过程：扩散、对流和输运。
扩散是指污染物在水中遇到水分子而发生的无序的随机运动；对流是指水体在高低温差、热源等因素的作用下发生的整体运动；输运是指污染物随着水体整体运动而移动的过程。
通过对这些运移过程的分析，我们可以了解污染物在水体中的输移规律，从而找到控制污染物的有效方法。
其次，我们需要了解污染物的转化过程。
在水体中，污染物经过生物、化学、物理等多个环节的作用而发生转化。
例如，氨氮在水体中可以通过硝化-脱氮作用转化为亚硝酸盐和硝酸盐；COD是污染物中的重要指标之一，可以通过生化反应和光化学反应等途径进行去除。
通过对污染物的转化过程进行数值模拟，可以确定污染物的降解速率和转化机理，为污染物的治理提供科学的依据。
另外，我们需要使用数值模拟的方法对污染物的排放过程进行分析。
在实际情况中，污染物的排放是一个复杂的过程，受到多种因素的影响，例如排放口条件、降雨量、污染物浓度等。
通过对排放过程进行数值模拟，可以预测排放后污染物的浓度分布和迁移情况，为制定相应的管理措施提供科学依据。
针对以上问题，数值模拟成为了解决问题的有效手段之一。
数值模拟主要是通过建立相应的数学模型，计算模拟系统受到不同因素作用下的响应，从而模拟真实的系统行为。
在污染物迁移与转化的问题中，常用的数学模型有著名的Advection-Diffusion Equation（ADE）模型和Hydrological Simulation Program–FORTRAN（HSPF）模型等。
ADE模型基于对污染物运移过程的物理规律进行建模，能够准确地计算污染物浓度的空间分布和时间变化；HSPF模型是一种基于流域宏观水文过程的数学模型，可以模拟水文学、水质学、点源污染、土壤侵蚀等多个过程，是综合性强的数值模型。
河流污染物输移扩散数值模拟技术研究
河流污染物输移扩散数值模拟技术研究近年来，随着工业发展的加速和城市化进程的推进，环境污染已经成为了一个严峻的问题。
特别是河流污染，由于其具有较强的传染性和不可逆性，容易给人们生活、工业生产和生态环境带来很大的影响。
因此，如何准确、快速地识别、研究和治理河流污染成为了一个亟待解决的问题。
在河流污染的治理过程中，污染物输移扩散数值模拟技术已经成为了一种被广泛采用的方法。
污染物输移扩散数值模拟技术是一种描述污染物在河流中输移和扩散过程的数学模型，通常由数学方程、计算算法和计算机程序三个部分组成。
模拟技术的基本原理是建立污染物输移扩散方程，用数值方法进行求解，最终得到河流中污染物的每个时刻的浓度分布。
在河流污染控制过程中，污染物输移扩散数值模拟技术的应用是十分广泛的。
首先，该技术可以用于预测污染物在水体中的扩散情况，进而提供精确的污染物扩散范围的预测和污染物浓度的分布情况；其次，在进行河流污染治理时，还可以通过模拟技术来选择最优的治理措施和防止污染物的再次扩散。
此外，还可以利用该技术，为研究河流污染物的来源、污染机理、水环境分布和生态环境效应等提供科学依据。
在河流污染物输移扩散数值模拟技术的研究中，涉及到许多核心问题，包括模型建立、求解方法和实现过程等。
首先，模型建立是使用模拟技术的前提，需要对导致河流污染的主要因素进行识别，并建立相应的扩散模型。
其次，求解方法是模拟技术的核心。
目前，求解方法主要有有限差分方法、有限元法、有限体积法和边界元法等。
每种方法都有其优劣之处，需根据应用需求和实际情况选择最佳的方法。
最后，实现过程是指实际在计算机上编程实现模拟技术。
这一过程需要充分考虑实际问题的具体特点，包括数据输入、输出、处理和可视化等。
在具体应用中，分别需要进行模型建立、求解方法和实现过程的优化。
其中，模型建立需要考虑各方面的因素，比如河流的地理形态和流速、污染物的种类和浓度、生态环境的特征等，以建立合理的模型；求解方法需要在满足模型准确性的基础上，考虑提高计算效率和减少误差；实现过程需要灵活运用各种科技手段，比如高性能计算、物联网、云计算等，以提高模拟效率和模拟结果的可靠性。
污染物扩散模型
污染物扩散模型概述污染物扩散模型是一种用于模拟和预测污染物在大气中的传播和扩散过程的数学模型。
它是环境科学和空气质量管理领域中重要的工具，被广泛用于评估污染物的来源、传输路径、浓度分布和对人类健康和环境的影响。
模型建立污染物扩散模型通常采用数值模拟方法建立，其中最常用的方法包括高斯模型、拉格朗日模型和欧拉模型。
高斯模型高斯模型基于高斯分布理论，通过假设污染物的扩散呈现高斯分布，来预测污染物在空间中的传播和浓度分布。
该模型适用于平坦地表和相对简单的地形条件下的污染物扩散预测。
拉格朗日模型拉格朗日模型基于污染物的运动轨迹来模拟扩散过程。
它采用随机模拟方法，将污染物的源点和初始速度作为输入，通过模拟污染物粒子的运动路径，来预测污染物在空间中的分布。
拉格朗日模型适用于地形复杂、污染源多变或移动的情况。
欧拉模型欧拉模型是一种基于流体动力学原理的模型，它通过对大气流场进行数值模拟，来预测污染物在空间中的传播。
欧拉模型适用于研究大气中较大尺度上的污染物扩散过程，能够考虑地形、气象因素和污染源的作用。
模型输入污染物扩散模型的输入包括以下几个方面：污染源数据污染源数据是指污染物在空间中的来源和排放信息，包括源位点、污染物排放速率、时间和空间分布等。
这些数据通过监测和测量获得，在模型中用于确定污染物的初始条件。
大气条件数据大气条件数据是指影响污染物传播和扩散的气象因素，包括风速、风向、温度、湿度和气压等。
这些数据通常通过气象站观测或数值模拟获得，在模型中用于确定污染物的传播路径。
地形和建筑物数据地形和建筑物数据是指地表和建筑物对污染物传播和扩散的影响。
地形数据包括地表高度、坡度和植被覆盖等，建筑物数据包括建筑物高度、密度和分布等。
这些数据通常通过遥感技术或测量获得，在模型中用于确定污染物的传播路径和浓度分布。
模型输出污染物扩散模型的主要输出包括以下几个方面：污染物浓度分布图污染物浓度分布图是模型预测的污染物浓度在空间上的分布情况。
疏浚施工悬浮物防扩散材料的研发及应用
由于本工程的防污屏应用在海水悬浮物过滤
工况中ꎬ 选择纤维原料应具备以下要求: １) 具有
较高的过滤性能ꎬ 如较高的过滤效率、 过滤精度
以淤泥、 淤泥质黏土、 粉质黏土为主ꎮ 工程采用
作者简介: 王苗苗 (１９８１—) ꎬ 女ꎬ 硕士ꎬ 高级工程师ꎬ 从事环保疏浚及水环境治理技术研究ꎮ
第 Ｓ１ 期
１１１
王苗苗ꎬ 等: 疏浚施工悬浮物防扩散材料的研发及应用
绞吸挖泥船施工ꎬ 挖泥船将泥浆通过排泥管吹填
非织造材料中杂乱分布的纤维ꎬ 能够加强对载流
至吹填区ꎬ 吹 填 区 域 分 为 吹 填 １ 区 和 吹 填 ３ 区ꎬ
体中的悬浮粒子的分散、 截留、 筛分、 捕集等作
经沉淀后的余水通过泄水口排入外海ꎬ 考虑悬浮
用ꎬ 从而提高材料的过滤效率ꎬ 具有过滤通量大、
物的扩散ꎬ 拟在泄水口外围布设防污屏ꎬ 避免施
过滤效率高、 生产成本低等优点ꎮ
工对周边海域的二次污染ꎮ 吹填工程区域划分见
１ 工程概况
水域的环境质量
１￣３
ꎮ 在以往的工程中ꎬ 会采取一
中重要的技术措施之一ꎬ 在国内外的疏浚吹填及
南港吹填造陆工程取泥区位于独流碱河河口ꎬ
ꎮ 根
北临北防波堤ꎮ 根据地质勘查资料ꎬ 取泥区土质
河湖底泥疏浚中都有广泛应用且效果显著
４￣６
据天津市南港工业区吹填造陆工程工况ꎬ 研发一
收稿日期: ２０２０￣０４￣０２
ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｎｄａｒｄ.Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｉｌｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｖｏｉｄ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｏ
爆破挤淤产生的悬浮物在潮流作用下的输移扩散研究
爆破挤淤产生的悬浮物在潮流作用下的输移扩散研究娄海峰【摘要】爆破挤淤填石是浅海工程中淤泥质软基处理中的常用施工方法.就围堤地基爆破挤淤处理产生的悬浮泥沙在潮流作用下的输移扩散过程进行数值模拟,并对不同时刻进行爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散对附近水域的影响进行了研究.研究结果表明,爆破挤淤产生的悬浮泥沙的输移扩散运动与潮流运动密切相关,潮流的方向及水动力强度在一定程度上决定了爆破挤淤产生的悬浮泥沙的输移扩散方向及范围;在该水域,爆破挤淤后,水体中由此而产生的悬浮泥沙浓度由于扩散和落淤而迅速减小,爆破挤淤6 h后,悬浮泥沙浓度增量基本降至10 mg/L以下,若在转流时段(憩流)进行爆破更有利于悬浮泥沙浓度的降低,对周边水域环境的影响较小.【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】4页(P9-12)【关键词】爆破挤淤;潮流;悬浮泥沙;输移扩散;研究【作者】娄海峰【作者单位】浙江省水利河口研究院,浙江,杭州,310020【正文语种】中文【中图分类】TV1421 问题的提出爆破挤淤填石是浅海工程中淤泥质软基处理中的常用施工方法,由此产生的悬浮泥沙高浑浊水团由于水动力条件作用产生的输移、扩散和沉降作用,会影响周围生态系统,威协海洋生物资源。
根据相关的行业标准,一般工程施工鉴于安全,均会选择避开大风、大浪等恶劣天气,因此,悬浮泥沙的输移扩散主要以潮流影响为主。
故研究爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散在潮流作用下的输移扩散过程,分析其对水环境的影响有重要意义。
金塘北部连岛工程鱼龙山—横档山围堤地基拟采用控制加载爆炸挤淤置换法处理,工程位置见图1,本文对该围堤处爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散过程进行数值模拟,并对不同时刻进行爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散对附近水域的影响进行了研究。
图1 工程位置图2 悬浮物泥沙输移扩散数学模型爆破挤淤产生的冲击波压力极大,且作用时间通常为微秒级[1-2],对水体产生极大的扰动,底床泥沙在剧烈的爆破扰动作用下极易发生再悬浮,从而造成水体中泥沙含量短时间内急剧增加,水体的混浊度迅速提高,形成与周边水体具有明显不连续界面的高浓度含沙水团。
水下开挖施工产生的悬浮泥沙扩散数值分析
水下开挖施工产生的悬浮泥沙扩散数值分析黄海龙;王震【摘要】为了分析水下开挖施工产生的悬浮泥沙扩散特性,以闽江口粗芦岛南侧水下沟槽开挖为例,采用平面二维悬沙输移数学模型,研究挖泥船不连续作业产生的悬浮泥沙扩散随水深和潮型变化的关系.计算结果表明:若开挖地点水浅或小潮,则悬浮泥沙不易扩散,含沙量的增幅和高浓度(含沙量增量超过10 mg/L)的浑浊水域面积都较大.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】5页(P25-28,35)【关键词】不连续作业;悬浮物扩散;数学模型;闽江口【作者】黄海龙;王震【作者单位】南京水利科学研究院河流海岸研究所,江苏南京210029;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】TV142+.3水下开挖是工程初期以至施工过程中的主要工序，广泛应用于河道治理、港口航道、给水排水等水利工程。
水下开挖施工时，部分底泥因受到挖掘机械的扰动而悬扬，并随水流输移扩散，最后悬浮泥沙在重力作用下又回落到床面。
因而，在开挖施工现场，水中悬浮泥沙浓度增加,形成一定范围的高浓度浑浊水体，对水质和水生生物产生不利的影响[1]。
20世纪50年代以来，水下开挖施工产生的悬浮泥沙对水环境的影响为人们所重视，开展了有关的研究工作。
邳志等[2]结合天津港水深维护疏浚工程，通过对传统挖泥船和新型挖泥船疏浚作业产生的悬浮泥沙扩散的观测分析，研究环保疏浚问题；吴修广等[3-7]采用平面二维悬沙输移数学模型，预测水下开挖施工产生的悬浮泥沙扩散范围和程度。
本文以闽江口粗芦岛南侧水下沟槽开挖为例，采用平面二维悬沙输移数学模型，研究挖泥船不连续作业产生的悬浮泥沙扩散随水深和潮型变化的关系，以揭示水下开挖施工产生的悬浮泥沙扩散特性。
1.1 基本方程二维潮流的基本方程包括水体连续性方程和动量守恒方程，即式中：t为时间；x、y分别为空间水平坐标；H为全水深，即海面到海底的距离；Zb为床面高程；U、V分别为垂线平均流速在x、y方向的分量；f为地转参数，f=2ωsinφ，ω为地转角速度，φ为计算水域的地理纬度；g为重力加速度；τsx、τsy分别为海面风应力分量(Wx,Wy)，ρa为空气密度，CW为海面风应力系数，Wx、Wy分别为海面上风速在x、y方向的分量；τbx、τby分别为海底摩阻分量为海水密度，Cb为海底阻力系数，Cb=gCh2，Ch为谢才系数；εx、εy分别为x、y方向的涡动黏性系数。
污染物扩散模型
该模块采用突发性水污染扩散模型， 利用一维水质模型，通过对河段长度与扩散时间进行微 分，后利用四点隐式差分格式进行模型的数值求解。
详解如下：1.模型推导：污染物在全断面混和后， 其迁移转化过程可用一维模型来描述，基本控制方程 为(AC) (AUC) [A(D E) c ] KAC A S S 为： [A(D x E x ) ] OC S rSt x x x h 其中：C 为污染物质的断面平均浓度， U 为断面平均流速，A 为断面面积，h 为断面平均水深， D x 为湍流扩散系数，K 为污染物降解系数。
E x 为纵向扩散系数 S r 为河床底泥释放污染物的 速率，S 为单位时间内，单位河长上的污染物排放量。
实践证明，水的纵向流速是引起污染物浓度变化的主要参数， 因此河流各断面的污染物浓度 变化主要由这一项引起。
因此该模型可以简化。
不考虑湍流扩散，河床底泥释放污染物以及 沿河其他污染物排放的影响，水污染模型的基本方程为：如公匹！ AE 空AKC t采用有限差分法中的四点隐式差分格式对上式进行数值求解:将上游边界条件带入上式得:2.模型求解: G j1 c/t U C^A E 4C 旦丄心Chx 2整理可得：E —2 ； i x a i1 2E t x2 C i j i i 其中 丄)C 汕为 x x 2将下游边界条件带入，得:佃-片丿eV] + ^ + 2拘6_|= &从而组成方程组，利用追赶法求解出C i j；3:具体实现：本模块通过的含酚污染物污染扩散情况作为实验典型代表来粗略模拟实现扩散过程。
系统默认提供河流参数等数据。
设置K为2/d，U为流速为10m/s。
E x为1km2/d。
t为100s，x为1000m根据上述参数计算出方程组的参数。
定义二维数组M[i,j]表示在i断面j时刻的浓度。
通过距离量算来确定排污口与测量点的距离，计算测量点的浓度，并得到污染物在河道断面上的扩散规律。
利用声发射技术测量搅拌釜的淤浆悬浮高度
利用声发射技术测量搅拌釜的淤浆悬浮高度任聪静;王靖岱;张晓欢;阳永荣【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2008(59)6【摘要】根据颗粒运动碰撞搅拌釜壁面产生声波的机理,结合声信号的频谱分析、小波分解和R/S分析,获得了代表颗粒运动的特征信号频段(d1、d2频段).同时,基于声波特征信号频段能量沿搅拌釜轴向的规律性变化,提出了声波法测量搅拌釜淤浆悬浮高度的判据,即当声波特征信号频段能量或声波特征信号频段能量比出现阶跃性变化时的高度为淤浆悬浮高度.以水-玻璃珠体系为例,研究发现,无论是盘式涡轮还是桨式叶轮的搅拌桨,基于声信号测定淤浆悬浮高度的判据都能较好地得到验证,与目测法相比,其平均相对误差小于10 %,具有较高的精度.由此,获得了一种简单快捷、灵敏准确、非侵入式的搅拌釜淤浆悬浮高度测量技术,能够实现淤浆悬浮高度的实时监控.【总页数】7页(P1383-1389)【作者】任聪静;王靖岱;张晓欢;阳永荣【作者单位】浙江大学化学工程与生物工程学系;化学工程国家重点实验室(浙江大学),浙江,杭州,310027;浙江大学化学工程与生物工程学系;化学工程国家重点实验室(浙江大学),浙江,杭州,310027;浙江大学化学工程与生物工程学系;化学工程国家重点实验室(浙江大学),浙江,杭州,310027;浙江大学化学工程与生物工程学系;化学工程国家重点实验室(浙江大学),浙江,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】TQ021【相关文献】1.岱山樱连门促淤围垦工程围堤地基爆破挤淤悬浮泥沙输移扩散模拟研究 [J], 彭辉;袁金雄2.基于Hilbert-Huang变换的搅拌釜临界悬浮转速的声发射测量 [J], 胡雨晨;黄正梁;王靖岱;阳永荣3.淤浆鼓泡床中固体粒子的悬浮特性 [J], 沈瀛坪;薛立峨4.利用热声发射技术测量岩石最高古温度的探索 [J], 李佳蔚;邱楠生;梅庆华;丁洁;秦建中;郑伦举5.浆式搅拌釜的数值模拟 [J], 王红;张瑞;倪芬;侯建国;刘培源因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
(精选)宁德港沙埕港区杨岐作业区16泊位工程项目
宁德港沙埕港区杨岐作业区16#泊位工程项目环境阻碍评判第二次公示福建省环境爱惜设计院承担宁德港沙埕港区杨岐作业区16#泊位工程项目环境阻碍报告书的编制工作，现已大体完成报告书的编制任务，依照《中华人民共和国环境阻碍评判法》和《环境阻碍评判公众参与暂行方法》中的有关规定，现向公众公示如下内容：1、公众索取信息的方式和期限公众能够在相关信息公布后，以电子邮件、信函方式向环评单位或计划提出单位咨询并提出相关意见和建议。
公示的期限：2010年11月12日—2010年11月21日。
2、联系方式建设单位：福鼎市交通建设投资，地址：福建省福鼎市前店1号，：355200；：；联系人：曾埕雄，电子信箱二、环评单位：福建省环境爱惜设计院（国环评证甲字第2205号），地址：福州市环保路8号，：350003，联系：7；：6，联系人：欧海峰，电子信箱：3、征求公众意见的范围和要紧事项征询对象：要紧为项目所在区域及其他利益相关者，并欢迎社会各界对本项目的环境爱惜工作发表意见和建议。
要紧事项：本次公众参与的目的在于征求有关本项目环境爱惜方面的事项，请公众就与环境有关的问题客观、公正地发表意见。
4、征求公众意见的具体形式网上公众意见调查。
5、相关链接：福建福鼎环保局：福建省环境爱惜设计院：福鼎市交通建设投资福建省环境爱惜设计院2020年11月12日宁德港沙埕港区杨岐作业区16#泊位工程项目环境阻碍报告书简本编制单位：福建省环境爱惜设计院建设单位：福鼎市交通建设投资编制时刻：2020年11月简本内容项目概况宁德港沙埕港区杨岐作业区16#泊位工程的建设单位为福鼎市交通建设投资，拟建工程位于福鼎市沙埕镇后港村外陈自然村，东经120°23′″、北纬27°10′″。
本项目建设规模为设计年吞吐量为175万t，其中干散货140万t（建筑用砂20万t，红土矿120万t），件杂货35万t（石板材20万t，合成革制品15万t）。
《广东阳东东平中心渔港建设工程海洋环境影响评价报告书简本》
《广东阳东东平中心渔港建设工程海洋环境影响评价报告书简本》附件一：《广东省阳东县东平中心渔港建设工程海洋环境影响报告书简本》1、工程概况由于现有东平渔港存在码头泊位不足、渔港有效掩护水域面积偏小、后勤配套设施滞后、港区陆域面积狭窄等不足，202x年10月农业部正式批复将现有东平渔港建设为国家中心渔港。
建设内容主要有：①在原有100m渔业码头基础上扩建码头360m，共增加10个泊位；②修复西防波堤360m，并沿西防波堤堤头新建防波堤150m；③疏浚港池面积10万m2，大型渔船停泊锚地疏浚面积17万m2，小型渔船停泊锚地疏浚面积40万m2。
总疏浚工程量58.96万m3。
④后勤配套设施规划用地面积43.4354万m2，需填海43.3843公顷，并征用部分土地，新建南护岸834m。
基地包括了综合管理区、水产品精深加工区、水产品交易区、商业服务中心、渔业展览中心、休闲渔业区和污水处理区等公共服务设施。
码头为高桩梁板结构；防波堤为带胸墙的斜坡堤结构形式，采用爆破挤淤法形成堤心石基础，工程所需土石方均来自阳江核电弃土场。
疏浚施工主要采用1艘980m3/h绞吸船直接开挖吹至填海区内，选用1艘4m3抓斗船配200m3的自行驳对码头边角位施工。
陆域吹填所需土石方部分来自港池疏浚泥，部分来自弃土场。
本项目使用海域面积共52.3411公顷。
其中，填海43.3843公顷，防波堤用海 3.8120公顷，码头及栈桥用海 1.7373公顷，港池用海3.4075公顷。
2、工程分析施工期施工期间产生的悬浮泥沙，主要来源于4个方面。
①码头施工平台搭设和灌注桩施工；②防波堤爆破挤淤堤心石；③港池、航道和锚地疏浚；④吹填溢流。
此外，施工期的海洋环境污染因素还有施工队伍产生的生活废水；施工产生的工地废水；施工船舶舱底油污水和机械冲洗、维修产生的含油废水；施工队伍产生的生活垃圾和建筑垃圾。
项目部将租用具备有三级化粪池的民房做为现场办公和住宿的场所，生活污水产生量为16200l/d，其中食堂排放的污水设置隔油隔渣池对其进行处理后排放，粪便污水经化粪池处理后排放。
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文章编号:100529865(2010)0120070206爆破挤淤产生的悬浮物输移扩散模拟研究黄惠明,王义刚,孙思源,尚 进(河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏南京 210098)摘 要:爆破挤淤是处理淤泥质软基的常用方法,而研究由此产生的悬浮泥沙的输移扩散对于评价施工对工程区水环境的影响有重要意义。
在对爆破挤淤产生的悬浮泥沙对水环境影响初步分析的基础上,就防波堤地基爆破挤淤处理产生的悬浮泥沙在波浪、潮流共同作用下的输移扩散过程进行了数值模拟,并对爆破挤淤后悬浮泥沙输移扩散规律进行了探讨,指出爆破挤淤对水域附近的生态环境有一定影响,但影响范围并不大,且持续的时间亦不长。
关键词:爆破挤淤;悬浮泥沙;输移扩散;水环境中图分类号:T V148.1 文献标识码:AStudy on transportation of suspended sediment caused by explosion and compactionH UANG Hui 2ming ,W ANG Y i 2gang ,S UN Si 2yuan ,SH ANGJin(K ey Laboratory of C oastal Disaster and Defence ,M inistry of Education ,H ohai University ,Nanjing 210098,China )Abstract :Explosion and com paction is the normal treatment method for silt foundation ,and the research on sediment transport caused by ex 2plosion and com paction is of great values to water environment estimation around engineering water area.Based on analysis on water environ 2ment in fluenced by suspended sediment due to explosion and com paction ,this paper simulates transportation and diffusion of suspended sedi 2ment caused by explosion and com paction ,under functions of tidal currents and waves.C onsequently ,discussion about rules of transportation and diffusion of suspended sediment is made ,and results show that explosion and com paction has s ome in fluence on water environment of sea area ,but the incidence is limited and the duration is limited too.K ey w ords :explosion and com paction ;suspended sediment ;transportation and diffusion ;water environment收稿日期:2008211227作者简介:黄惠明(1980-),男,福建福清人,博士,主要从事海岸、河口动力环境及其模拟的研究。
E 2mail :hhm8053@爆破挤淤填石是浅海工程中淤泥质软基处理中的常用施工方法。
由于爆破药包一般置于淤泥中,因此,爆破挤淤的过程中,爆源近区内侧(与堆石体推进的方向相反)和爆源近区外侧的淤泥被爆轰产物向内向上和向外向上推起[1-2]。
此时,在波破冲击波及水流、波浪等外部因素的扰动下,淤泥极易重新起悬进入水体,进而加大水体混浊度和悬浮泥沙的浓度。
此外,研究表明,水下爆破产生的高浑浊水团由于水动力条件作用产生的输移、扩散和沉降作用,会影响周围生态系统,威胁海洋生物资源。
从生态学角度来看[3],水中悬浮泥沙含量的增多,对浮游桡足类动物的存活和繁殖有明显的抑制作用,在其含量水平达到0.3kg/m 3以上时,这种危害较为明显,而在悬浮泥沙中,又以粘性淤泥的危害最大,泥土及细砂泥次之。
因此,研究淤泥质浅海水域爆破挤淤产生的悬浮泥沙在水体中的输移扩散过程,分析其对水环境的影响有重要意义。
1 悬浮泥沙输移扩散数学模型据现场调查发现,爆破挤淤产生的冲击波压力极大,对水体产生极大的扰动,底床泥沙在剧烈的爆破扰第28卷第1期2010年2月海洋工程THE OCE AN E NGI NEERI NG V ol.28N o.1Feb.2010动作用下极易发生再悬浮,从而造成水体中泥沙含量短时间内急剧增加,水体的混浊度迅速提高,形成与周边水体具有明显不连续界面的高浓度含沙水团。
但由于爆破挤淤产生的冲击波压力作用时间通常为微秒级[4-5],瞬间爆破作用产生的泥沙在较短时间内进入水体的初期运动相当复杂,目前这方面的研究还较少。
同时,考虑爆破挤淤瞬间至悬浮泥沙进入水体的时间间隔与悬浮泥沙在水动力作用下输移扩散过程的时间相比几可忽略,且悬浮泥沙在爆破后进入水体的时间间隔内分布的范围与悬浮泥沙在水动力作用下输移扩散的范围相比亦极小,因此,在研究大范围的悬浮泥沙输移扩散过程中,爆破挤淤产生的悬浮泥沙可近似认为符合瞬时分布源的情况。
此外,悬浮泥沙在水动力作用下的输移扩散过程与悬沙输移扩散过程相似,仅在底部通量上存在差异,即悬浮泥沙的输移扩散过程在一定程度上可以看作是沉降占优的悬沙输移扩散过程。
由于爆破挤淤通常用于海床为淤泥质的浅海水域,而海域中悬浮泥沙的输移扩散不仅受潮流的作用,同时也受到风、浪、海流等水动力条件的作用,其中尤以波浪的作用最为常见。
因此,为了更为准确的模拟爆破挤淤产生的悬浮泥沙在水动力作用下的输移扩散过程,有必要就综合考虑潮流、波浪共同作用下的悬浮泥沙输移扩散过程进行模拟。
波浪影响下的潮流方程[6]:5ξ5t +5Hu 5x +5Hv 5y=0(1)5u 5t +u 5u 5x +v 5u 5y +g 5ξ5x -fv +1ρH (5S xx 5x +5S xy 5y )=ε(52u 5x 2+52u 5y 2)(2)5v 5t +u 5v 5x +v 5v 5y +g 5ξ5y +f u +1ρH (5S yx 5x +5S yy 5y )=ε(52v 5x 2+52v 5y 2)(3)式中:τWx 、τWy 为底部切应力在x 和y 方向的分量;S xx 、S xy 、S yx 、S yy 为波浪剩余动量流的四个张量分量。
悬浮泥沙输移扩散方程:5(HC )5t +5(HuC )5x +5(HvC )5y =55x (HK x 5C 5x )+55y (HK y 5C 5y)+S m -S v (4)r b 5ηb 5t=S v (5)S v =αωC (6)根据K rone [7]的研究成果,α可近似表达为:α=1-ττd (τ≤τd )(7)式中:C 为爆破挤淤产生的悬浮泥沙垂线平均浓度(kg/m 3);K x 、K y 分别是x 、y 方向的扩散系数(m 2/s ),根据E lder 的研究成果,可取为K x =5.93Hu 3x ,K y =5.93Hu 3y ,u 3为摩阻流速;S m 为源强;S v 为悬浮泥沙输移扩散计算中的沉降项;α为沉降概率;τ为床面剪切力,τd 为泥沙临界淤积切应力,借鉴黄建维室内试验资料所得到的结果[7-8],淤泥的τd 为0.44dyne/cm 2(1dyne =10-5N );ηb 为底床高程(m );r b 为悬浮泥沙干容重,r b=1750d 0.18350kg/m 3。
ω为泥沙沉降速度(m/s ),结合泥沙运动力学对细颗粒泥沙沉速的分析,当泥沙粒径小于0.03mm 时,海水中的泥沙不再单独下沉,而可能产生絮凝,其实际沉速要远大于单个基本颗粒的沉速,故粘性泥沙沉速一般为0.0004～0.0005m/s ,同时,考虑泥沙沉速亦与水流流速有关,取沉速为[9]:ω=0.06-0.001×|V |, |V |<50cm/s 0.001, |V |≥50cm/s式中:ω为沉速(cm/s )。
2 计算实例2.1 衢山海域概况以衢山渔港工程的防波堤地基爆破挤淤处理中产生的悬浮泥沙输移扩散过程为例,就爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散对附近水域的影响进行研究。
衢山渔港港区位置示意见图1。
港区附近水域潮流为非正规半日潮流,且呈往复流运动,涨潮流以偏N 向为主,落潮流则以偏S 向为17第1期黄惠明,等:爆破挤淤产生的悬浮物输移扩散模拟研究主。
渔港位于衢山岛西侧,北隔黄泽洋,南隔岱衢洋,由于地形的影响,港区附近海域受NW 、W 、SW 方向的波浪作用较大。
由实测泥沙资料分析,港区附近海域含沙量不大,垂线平均含沙量约为0.15kg/m 3。
悬沙中值粒径亦较细,为0.012mm ,属于粘性沙范畴,底沙中值粒径则相对较粗,但平均值也仅为0.024mm 左右。
2.2 波浪场模拟按照交通部行业标准《爆破法处理水下地基和基础技术规程》[10]及中华人民共和国交通行业标准《水运工程爆破技术规范》[11]的要求,海上进行爆破施工时,需综合考虑当地的水文、气象、底质及周围环境的影响。
同时,为保证爆破施工的安全,一般施工期均尽量避免恶劣的气象及海况等外部环境,因此,爆破挤淤之后,对悬浮泥沙输移扩散起作用的因素除潮汐动力之外,主要还是以平常状态下的波浪等动力条件为主。
此外,由于工程位于众多岛屿附近,受岛屿掩护作用较强,为了较为全面的考虑波浪对悬浮泥沙输移扩散过程的影响,结合工程附近海域受NW 、W 、SW 方向的波浪作用较大的特点,利用考虑底摩阻的缓变水深水域波浪变形计算数学模型就该海域偏西方向的年平均波浪场(有效波高)进行模拟,结果见图2。
图1 渔港位置示意Fig.1 Sketch map of fishing harbor station 图2 年平均波浪场Fig.2 Annual wave field2.3 悬浮泥沙输移扩散模拟为探讨爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散,利用2006年8月25日～9月8日大中小潮过程的潮流速、流向、潮位站及含沙量资料,建立了衢山岛附近海域波流共同作用下的悬沙输运数学模型,并在模型验证取得满意结果的基础上,就爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散过程进行模拟和分析。