首页 理论教育 海洋潮流与泥沙冲淤影响预测方法及内容

海洋潮流与泥沙冲淤影响预测方法及内容

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:海上风电场潮流影响预测通常包括以下内容:海上风电场建设运行前后评价海域潮流场计算。海洋泥沙冲淤影响预测的研究方法和海洋潮流影响预测的方法基本相同,通常也分为物理模型试验法和数值模拟法两种。

海洋潮流与泥沙冲淤影响预测方法及内容

海洋潮汐是沿海地区的一种自然现象,是受引潮力作用而产生的海洋水体的长周期波动现象,它在铅直方向表现为潮位升降,在水平方向表现为潮流涨落。海洋潮流是沿海地区的主要水动力条件之一,是泥沙、盐分、污染物质和热量等介质输运的重要动力基础。因此,海上风电场潮流影响预测不仅可定量分析评价风电场工程建设运行对海域潮流场的影响程度和范围,更是分析评价风电场工程对海床冲淤环境、海水水质和海洋生态环境等影响的基础。

目前,对海洋潮流场的模拟研究一般可分为物理模型试验和数学模型两种手段。物理模型试验利用相似原理将复杂的海洋潮流动力现象通过一定的比尺单一地或复合地在实验室进行模拟试验,研究海洋工程对潮流动力条件的影响。物理模型试验作为海洋研究和海洋工程中一个重要的研究手段,是对实际现象进行的复演或预演,其优点是得到的物理现象和过程直观可视(刘学海,2011)。但物理模型试验存在时间长、占用场地大、耗费经费多等局限性,在环境影响评价工作中由于受时间和经费等因素的制约,一般较少采用。随着电子计算机高速发展,数值模拟技术已成为研究潮流运动的最直接有效的技术手段之一。潮流数值模拟通过描述潮流运动的控制(偏微分)方程用数值离散求近似解手段来模拟潮流运动,目前已被广泛应用于河口、海岸、海湾等海域的港口码头、航道工程、圈围工程、海上风电场工程的潮流影响模拟预测中(张琴,2015;赵洪波,2015;祁昌军,2014)。

海上风电场潮流影响预测通常包括以下内容:

(1)海上风电场建设运行前后评价海域潮流场计算。潮型一般选择大潮,影响较大的可分别选择大潮、中潮和小潮进行潮流场计算,分析海上风电场建设对评价海域潮汐特征和潮流的影响。

(2)海上风电场建设前后评价海域潮位、流速、流向等的变化。潮位变化可选择最高潮位、最低潮位、平均高潮位、平均低潮位、最大潮差、最小潮差、平均潮差等特征值进行预测分析。流速变化可选择涨潮最大(小)流速、落潮最大(小)流速、涨潮平均流速、落潮平均流速、涨落潮平均流速等特征值进行预测分析,给出海上风电场建设前后评价海域流速增减趋势及流速变化率(%);为便于直观分析,可绘出海上风电场建设前后评价海域最大(或平均)流速差值等值线分布图。流向变化可选择涨潮流向、落潮流向等进行预测分析。

(3)海上风电场建设前后工程周边敏感保护目标潮位、流速和流向等的变化。潮位、流速、流向特征值选择同(2),潮流影响敏感目标重点为评价范围内的港口、码头、航道、海底管线等人工构筑物和天然深槽、水道、沙洲、潮沟等海洋地貌。(www.xing528.com)

海洋泥沙冲淤影响预测的研究方法和海洋潮流影响预测的方法基本相同,通常也分为物理模型试验法和数值模拟法两种。泥沙冲淤模型试验同样将研究的海域按一定比尺缩小制作成模型,按照相似准则使模型中水流运动和泥沙运动与天然情况相似,即可在模型中研究天然情况下水流运动和泥沙运动的规律,并预估在天然情况下兴建海洋工程后水流和泥沙运动的演变情况(徐和兴,1982)。泥沙冲淤模型试验同样受到场地、经费、时间等诸多因素的制约,在环境影响评价工作中甚少采用。在863课题“海上风电场环境评价研究”中,天津大学以东海大桥海上风电场为研究对象,进行了海上风电基础周围局部冲刷的系列比尺模型实验,对单桩基础、筒形基础和高桩承台基础地基的冲刷深度和范围进行了模拟(史志强,2013)。在海上风电场工程泥沙冲淤影响预测评价中,通常采用数值模拟方法,预测评价通常包括以下内容:

(1)海上风电场建设运行前后评价海域悬沙场计算。分析海上风电场工程建设对周边海域含沙量场的影响。

(2)预测工程建设后周边海域冲刷与淤积的变化趋势,给出冲刷和淤积的范围和深度(厚度)。

(3)预测海上风电场桩基础周围的冲刷坑深度和范围。

(4)预测海上风电场工程建设对周边敏感保护目标的冲淤影响,给出冲刷和淤积深度(厚度)。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈