坎门渔港三期工程潮流数模汇报

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大连
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长海
朝
38°N
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鲜
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36°N
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连云港 34°N 济州岛
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福江
32°N
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大戢山
30°N 宝岛 大陈岛 28°N
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26°N
平坛
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仪间
+
Scale
台
苏澳 24°N
0
100
200km 40 N 35 N 30 N
3.5 参数确定
曼宁系数：n＝0.020
湾
布袋
南澳
0
100
一、前言




温州湾及附近（图号13710，比例尺1:100000， 2004年5月出版，中国人民解放军海军司令部航 海保证部，理论深度基准面）。 漩门湾及附近（图号13711，比例尺1:25000， 2005年10月出版，中国人民解放军海军司令部航 海保证部，理论深度基准面）。 坎门渔港水下地形测量图（比例尺1:5000，2001 年11月施测，温州综合测绘院，1985国家高程基 准面）。 长江委水文局长江口水文水资源勘测局编制的《 玉环县坎门南排山避风港防波堤工程水文测验技 术报告》，2009年11月。
图3.5(a) 大潮流场图（工程前
涨急）
水产码头潮位相位示意图
三、坎门渔港潮流数学模型
图3.5(b) 大潮流场图（工程前
落急）
（3）落潮时， 由西口门和南口门 西侧（马祖印礁至 黄门山之间）流来 的潮水由南口门东 侧（马祖印礁至南 排山之间）退出； 坎门渔港现有港区 的潮水经过二期防 波堤口门由东口门 退出。
工程前后流场变化的特点：
（1）方案1、方案4、方案5 及方案6中，东口门流速增大， 涨潮平均流速变化率为 +7.2%~+42.9%，落潮平均流速 变化率为+4.1%~+71.9%；方案1 的流速变化最大，方案5的流速 变化最小。东防波堤对通过东口 门进出湾内的水流有阻挡作用， 防波堤愈长，阻挡作用愈大；方 案2的东口门流速增大，而方案3 的东口门大部分水域流速减小， 仅在东防波堤堤头与坎门头之间 的水域流速增大。
深度：m，理论最低潮面
0.0 0.0 2.0 4.0
堤 防波 二期
坎门 0.0
10.0 南 排 山
10.0
黄 门 山 内
妈祖印礁
10.0 黄 门 山
10.0
20.0
10.0
二、自然条件
2.2 潮位
根据坎门海洋站多年实测潮位资料分析，坎门 湾的潮汐属正规半日潮；潮差较大，多年平均潮差 为4.05m；涨潮历时比落潮历时略长，多年平均涨潮 历时为6h18min，多年平均落潮历时为6h7min。
25 N 200km
图3.2 中国东部海区潮波模拟计算网格图
三、坎门渔港潮流数学模型
13
3.6 验证计算
模型验证取 用2009年11月3日 －11月10日的实 测大、中、小潮 水文资料，测站 布设见图2.3，有 2个潮位测站（ W1、W2）和6条 测流垂线（S1 － S6）。
测流点 潮位站
图2.3 现场水文泥沙测验站位图
图4.1(d) 三期防波堤工程平面布置图
（方案4：南防波堤堤根位于南排山，西偏南25°走向，1755m长）
四、防波堤工程潮流数值模拟
图4.1(e) 三期防波堤工程平面布置图
（方案5：南防波堤堤根位于黄门山，东偏北25°走向，1473m长）
图4.1(f) 三期防波堤工程平面布置图
（方案6：南防波堤的一条堤堤根位于黄门山，东偏北20°走向，1443m长；另一条堤的堤根位于南排山，西偏南50°走向，859m长）
一、前言
1.3 研究内容和技术路线

在分析地形、水沙因素等自然条件的基础上 ，建立平面二维潮流数学模型，并进行模型 验证计算；然后，进行工程方案的潮流模拟 ，比较工程前、后流场的变化（着重比较工 程前、后流速的变化）；最后，计算分析泥 沙冲淤特征，比较各工程方案的优劣。
二、自然条件
2.1 地形
内港水域的等深线呈 现以二期防波堤口门为中 心的弧形，口门附近水深 最深，离口门愈远，水深 愈浅，西北部水深大多不 足0m。 坎门湾口有南排山 和黄门山，形成三条水道 与外海相通：（1）东口 门，介于南排山与北侧坎 门头之间，宽约0.7km， 最小水深6m，其间有宽 约0.3km、水深大于10m 的深槽；（2）南口门， 介于黄门山与南排山之间， 宽约2.5km，水深10－ 14m；（3）西口门，介 于黄门山与小门仔之间， 宽约0.5km，水深多大于 10m。
3.2 计算模式
采用有限体积法离散上述基本方程；通过离散得到的线 性代数方程组，用高斯消去法求解。
三、坎门渔港潮流数学模型
11
3.3 模型范围及网格尺寸
模型范围，南起北 纬27°58′22″，北至北纬 28°11′45″，南北间距 24.8km；西起东经 121°10′46″，东至东经 121°23′15″，东西间距 20.5km；其面积为 508.4km2。 采用正方形网格剖 分计算域，网格尺寸为 20m×20m。
*：实测值 -：计算值
黄门山
水产码头
三、坎门) 小潮潮位验证曲线
*：实测值 -：计算值
图3.4(c) 小潮流速验证曲线 (2009年11月9日)
*：实测值 -：计算值
黄门山
水产码头
三、坎门渔港潮流数学模型
17
流场特征
（1）计算水域的潮汐 属正规半日潮型，潮波为 驻潮波。 （2）涨潮时，潮水由 东口门和南口门进入坎门 湾内，其中，由南口门进 入湾内的水流大部分通过 外黄门（西口门）流出， 然后沿西南方向流往瓯江 口；由东口门进入湾内的 水流主要经过二期防波堤 口门进入坎门渔港现有港 区（内港区）。
四、防波堤工程潮流数值模拟
4.2 成果分析
方案4、方案5及方案6的南防波堤未完全封堵南口门，坎门渔港有 东口门、新的南口门及外黄门（西口门）与外海相通。涨潮时，潮水由 东口门和新的南口门进入港内，由外黄门（西口门）流出；落潮时，潮 水由外黄门（西口门）流入港内，由东口门和新的南口门退出。这表明， 三个方案的流路与工程前相同。但是，进出新的南口门和外黄门（西口 门 ） 的 潮 量 减 少 了 ， 而 进 出 东 口 门 的 潮 量 增 加 了 。
一、前言
1.2 工作依据

“浙江省玉环县坎门渔港三期（南排山—外黄门 山）防波堤工程潮流数学模型及泥沙分析” 合同 书，2010年6月。 中华人民共和国交通运输部发布的《海港水文规 范》（JTJ213-98）。


中华人民共和国交通运输部发布的《海岸与河口 潮流泥沙模拟技术规程》（JTS/T231-2-2010）。
坎门渔港三期（南排山—外黄门山）防波堤工程
潮流数学模型及泥沙回淤分析
河海大学
2012.08.16
主要内容
2
一、前言
二、自然条件
三、坎门渔港潮流数学模型
四、防波堤工程潮流数值模拟
五、港内泥沙冲淤分析
六、结论与建议
一、前言
1.1 研究目的

玉环县拟在坎门湾口的南排山与黄门山之 间进行三期防波堤工程建设，将坎门渔港 建成深水港。为了从潮流变化和港内回淤 方面探讨防波堤的合理布置，开展本项研 究，成果作为坎门渔港三期（南排山—外 黄门山）防波堤工程可行性研究的依据。
（方案1：南防波堤，东偏北25°走向，2310m长）
图4.1(b) 三期防波堤工程平面布置图
（方案2：南防波堤，东偏北25°走向，2310m长；东防波堤，南北走向，200m长）
四、防波堤工程潮流数值模拟
图4.1(c) 三期防波堤工程平面布置图
（方案3：南防波堤，东偏北25°走向，2310m长；东防波堤，南北走向，250m长）

坎门湾含沙量大小按大、中、小潮的顺序依次递 减，涨潮含沙量大于落潮含沙量；在湾口的三个 口门中，南口门的含沙量最大，西口门次之，东 口门最小；坎门湾湾口的平均含沙量为0.3kg/m3 左右。
三、坎门渔港潮流数学模型
10
3.1 数学模型
水流运动的基本方程包括水体连续性方程和动量守恒方程，即
H ( HU ) ( HV ) 0 t x y
( HU ) ( HUU) ( HVU) sx bx ( H Zb ) 2U 2U gH fHV N x H ( 2 2 ) t x y x x y
( HV ) ( HUV ) ( HVV ) sy by ( H Zb ) 2V 2V gH fHU N y H ( 2 2 ) t x y y x y
三、坎门渔港潮流数学模型
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大潮验证曲线
图3.3(a) 大潮潮位验证曲线
*：实测值 -：计算值
图3.4(a) 大潮流速验证曲线 (2009年11月3日)
*：实测值 -：计算值
黄门山
水产码头
三、坎门渔港潮流数学模型
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中潮验证曲线
图3.3(b) 中潮潮位验证曲线
*：实测值 -：计算值
图3.4(b) 中潮流速验证曲线 (2009年11月6日)
图4.8(a) 大潮涨潮最大流速变化等值线图
（方案1：南防波堤，东偏北25°走向，2310m长）
四、防波堤工程潮流数值模拟
（2）方案1、方案4、方案5及 方案6中，外黄门（西口门）流速减 小，涨潮平均流速变化率为10.8%~-62.2%，落潮平均流速变化 率为-6.0%~-67.8%；方案1的流速变 化最大（即流速变化率值最小）， 方案5的流速变化最小（即流速变化 率值最大）。方案2和方案3中，外 黄门（西口门）流速也减小，且流 速减小的幅度较方案1大。 （3）各个方案中，外港区大部 分水域流速减小，由东北端到西南 端，流速减小的幅度加大；距南防 波堤法向距离愈近，流速减小的幅 度愈大。 （4）各个方案中，内港区流速 变化很小。