25万航道数模成果编号

概 京唐港区航道建设概 研究方 研究内容和要 研究及技术路 自然条 波 潮汐水流特 潮 潮 风暴 泥沙特 岸滩演变特 京唐港外航道泥沙淤积机理分 本章小 数学模型建立与验 数学模型概 潮流验 波浪场计 平常浪航道年均回淤验 风暴潮回淤验 本章小 方案潮流计 预选方案计算结 比选方案计算结 本章小 航道回淤计 预选方案计算结 比选方案计算结 本章小 结论建 结 建 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 1993年6月~1995年5月京唐港区波玫瑰 图 2012年10月~2013年9月京唐区波浪观测位 图 京唐港区2012年10月~2013年9月波高频率玫瑰 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 2000年6月与2003年8月滩地等深线对 图 2000年6月~2003年8月滩地冲淤变 图 2003年8月与2003年12月滩地等深线对 图 2003年8月~2003年12月滩地冲淤变 图 图 图 2003年10月航道集中淤 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 京唐港区20万吨级航道2011年8月~2013年6月测 图 图 京唐港区20万吨级航道2013年~2014年1月测 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 表 表 表 表 表 京唐港区1993.6~1995.4海向来浪H1/10波高频率分 表 表 表 表 京唐港区1993.6~12月,1994.3~5月海向来浪H1/10≥0.6m各月波浪条 表 表 表 大清河盐场不同年度风能因子[m2/s2]及其与多年平均水平的对 表 表 10个方位 表 10个方位H4%重现期波高对应周期 表 表2.16.京唐港区临时验潮站实测潮位过程特征 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 NE~SW，是我国发育最典型的沙坝－泻湖海岸，见图1.1。港口工程自级为20万吨级，拟提升至25万吨级。京唐港区航道建设概长度底宽长度底宽19905月~1992619967月~199812200110月~2003920046月~2006820094月~20105200912月~20118

表1.1

由于对粉沙质海岸泥沙运动认识的不足，在京唐港区投产之初的199211月即部门1+500m处增SE向挑流堤，年月开始建设。年月，外航道发生第二次集中淤积，由于挑流堤作用淤积部位向深水区转移，最大淤图 第一第二N图 1994~1995年水利科学受唐山市建港指挥部（京唐港港务局）委托，沙堤二期工程方案进行了整体物理模型试验研究，了挡沙堤二期工程实施方案，形成如图1.2的港口总体布局。20031010~14日渤海湾出现了较强的风暴潮，这次风暴潮造成了京唐港二的骤淤，影响了港口的正常运营。针对这次骤淤，水利科学受唐山港口投堤工程方案，见图1.3。工程方案的实施成功抵御了2007年3月上旬环渤海强风暴潮沙堤布局见图1.4。航道等级已达到20万吨级，其中平行于航道布置的东挡沙堤出水（堤顶标高+3.0m）长度为1200m，接900m潜堤标高5.0m，再接1000m潜堤标高由-5.0m渐变至6.0m，堤头约至海床高程12m；西挡沙堤出水段（堤顶标高3.0m）长度为600m，接800m潜堤标高5.0m，再接1000m潜堤标高由5.0m渐变至6.0m，堤头约至海床高程11m。东西堤出水段堤头相差500m，其中东堤堤头对应航道里程为3+934，西堤堤头对应为3+434；东西两侧潜堤堤头相差600m，东堤潜堤堤头对应航道58345234。图 1616图 研究方4+00010+000范围内，年淤强略大，因此在该范围内主、设计方对中间成果的意见，后阶段重点在于方案比选确认。1.51400m，2+9243+934，267m过渡段，堤顶由+3.0m渐变至-5.0m（3%左右坡度），该过渡段的堤头对应航道里程4+201。西挡沙堤维持现状，即出水堤堤头对应航道里程3+434。预选方案二，见图1.6，在方案一的基础上，东堤出水段再延伸469m至航道里程预选方案三，见图1.7，在方案二基础上，五港池外堤形成，其与西堤交点即为出水1818图 图 11图 1.81400m，其267m渐变潜堤，西堤在现有基础上，1000m267米渐变潜堤，东西两堤出水堤头齐平，对应航道里程为4+434。方案三，见图1.10，在方案一的基础，四港池仅封闭东半部分，其外堤长3875m，航11图 图 11图 研究及技术路200310月风暴潮潮流场、波浪场（本页无正文风19801月~1219936月~19955月两年的实测风资1980年的观测资料统计（见图2.12.1），常风向为S向，其各级风出现~19955月的风速风向频率统计如和图2.1，该时段风在方向上分布相对比较均匀，常风向为SSW，各级风出现总频率为9.87%，次常风向为WSW，出现频率为8.25%；强风向为ENE，其6级及以上风出现频率为0.48%，次强风向为NE，其6级及以上风出现频率为0.32%。对比可知，京唐港区实测风况年际变化较大。1－34－56N1－34－56NESWC图 1－34－56N1－34－56NESWC风速风向的统计结果见表2.3和图2.2，可见最大风多出现在S和E向，其各级风E~NE向；6级以上风出现的频率较高的方向亦相对集中于E~NE比图2.1和图2.2可以看出，大清河盐场与京唐港区出现频率高的强通过统计1983~2003年平均风速，进而得其年平均风速，如图2.3所示。多年4.1m/s，相当于三级风（3.4~5.4m/s），19874.65m/s为强风年，19923.51m/s最小为弱风年。1993~1995年测波期间年平均风速小于多年平均值，2000年以来年平均风速接近多年平均水平。表2.3 风速分级[m/s]风 1－3 4 5 6 6级以

NESW4319831984198519861987198819894319831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002年年平均风速图 波京唐港区附近长系列的波浪观测资料较少，19873~1119936月~1995年5月有较为连续的观测资料（941、2951、2月缺测），后者是与风同19936月~199552.4图 统计结果表明本港区的常波向为SE，出现频率累计为12.3%，次常波向为ESE，出9.83%ENEH1/10≥2.0m1.41%，次强波向为NE，该向H1/10≥2.0m的出现频率为0.75%。高平方的乘积）进行了统计。比较两表，海向来浪占总的出现频率为69.41%，其中海0.6m（相当于三级风以下）33.11%，占总的海000000000000000000000000000000000∑表 ∑00000000000000000000000000000000000∑表 ES∑表2.6列出了波浪观测资料中逐月的最大波高和方向。从中可见，京唐港区海域大2.7F/U表示以风浪为主的混合浪，U/F表示涌浪为主的混合浪，FU则表示波表 年EEEEE年年9345N年年934NSE表 FF/U/UΣΗi2ΣΣΗi2Σ Η1ΣH2θθ i ΣΗ2

T1

ΣΗ2TΣΗi2i 上两式中，Hi为各统计波级的平均波高，Pi2.819936~12月、19943~4月各月（H1/10≥0.6m）的平均波浪条件，我10465.338.6天，两者的比值约3.5/2。

表 京唐港区1993.6~12月,1994.3~5月海向来浪H1/10≥0.6m各月波浪条1993 1994 北 向 南 向 综 合 京唐港区于201210月~20139月开展了为期一年的的现场波浪观测，测波仪器SBF3-1型波浪浮标布放在京唐港区口门外主航道东侧，位于东经119.05.5187，北纬39.10.3799，见图2.5，浮标处海图水深为13.0m。根据一年的观测资料，绘制波级玫瑰图见图2.6，统计资料见表2.9。从各波级在方向的分布上看，大部分集中于ENE~S（顺时针）的方向上，频率为72.8%。其中波级1.0≤H1/10＜2.0E2.6%S2.5%，再其SSESE向，频率分别为2.4%2.2%。图 图 22表 从波级的出现频率来看，波1.0m的频率80.3%1.0m2.0m17.3%2.0m3.0m2.0%，3.0m以上的波高出现很少，仅占0.9%。本海域绝大部分波高在2.0m以下，出现频率高达97.6%。另外3.0m以上的大浪集中出现在ENE~E（顺时针）向的范围内，其出现频率为0.4%。同样采用能量频率法推求新测一年期波浪资料的代表波高（H1/10≥0.5m），列2.12，并19936月~19955月资料所得结果进增资料的北向波高年~2003年），以下多年平均波浪分析中，代表波以1993~1995所测波浪为基准。表2.10 北 H1/10

南 推算中，通过深水风浪成长公式，可以得到以下描述有效波高（Hs）、有效波期（T）与风速（U）U2gTC根据大清河盐场21年最大风速资料前文图2.3中表明1993~1995年的风能量风能因子，如图2.7所示。多年平均的风能因子为26000m2/s2，1987年是强风年，的能和 、 、 、 、03年的风能因子，并同时列出了各19931994年的风能因子相对于多年平6的0.6520012003中2001年各级风及以上风能因子与其0.96倍，2002、2003除6级及以上风能因子明显高于多年平均水平外，其它各级及以上风能因子与多年平均的比值亦较为均于.02~1.06之间。2002003的6级及以上风能因子比对应多年平均风能约10%。表 大清河盐场不同年度风能因子[m2/s2]及其与多年平均水平的对1451993~1994年、2001~2003年风能因子与多年平均风能因子之间的对比，可以从前一时间段内的波要素推算出后一时间段内的波浪要素。如果考虑5级以上风能因子关系，区多年的平均波浪要素，见表2.12所示。

表 图 气图实况（气压、风速、风向）1970199930720535个个例。最后采用波浪后报计算得遇、50年一遇、25年一遇、10年一遇、5年一遇2年一遇波高的年极值波高（H4%）及其对应的波周期，结果见表2.142.13，不规则波统计中H4%H1/10。H4%5.0米以上，NNE~NES~SW方向的波高相对要小些。从京唐港区附近水下地形图来看，ENE~SSE方向直接通往外海，这些方向的外海波浪对工程区的影响也是表 I型极值分布率推算H4%波高ES52表 10个方位H4%重现期波高对应周期ES52潮汐水流特对港区海域的潮汐资料分析，该处潮汐系数(HO1 HM21.23~1.38，介0.5~2.00.88m19936月~1995表

1956 图 为该测次大、小潮位过程线（验潮站设于二港池内）20道可行性研究，扬州文水科技咨询于2009年6月受托对京唐港区附近海域进行了专题工程水文测验。实测大、小潮潮位过程如图2.11和图2.12，两次测量潮位特征值参见表2.16。.2004年9月2009年62004年9 2009年6 ————1.61m1.59m0.23m0.34m；实测小潮最高、最低潮位分别为1.93m和0.74m，涨、落潮潮差分别为1.19m和0.60m，22潮位110图 22潮位1109-9-9-9-9-9-221----221----022潮位11002009-6-152009-6-152009-6-152009-6-1522潮位11002009-6-152009-6-152009-6-152009-6-152009-6-152009-6-162009-6-162009-6-162009-6-162009-6-162009-6-162009-6- 222理11002009-6-222009-6-222009-6-222009-6-222009-6-222009-6-232009-6-232009-6-232009-6-232009-6-232009-6-232009-6-232009-6- 15 21 06 12 图 198610月、19931120001020049392.130.60m/s。总体而言，20049月所测涨潮流速小于落潮流速，挡沙堤对其一航院对本次潮流测验资料计算所得的余流结果，观测海区的余流流速值在0.8~18.8cm/s之间，4＃测站的余流方向因受挡沙堤及潜堤的挑流作用影响集中在SSE附近，其余各站各层余流方向大多集中在NE附近。20043#、7#和11#0.35m/s、0.41m/s0.48m/s，落潮垂线平均最大流速为潮平均流速为0.37m/s，均大于其他测点对应流速值，流向有朝外海方向偏转趋势；同时，还可发现，8#0.61m/s0.28m/s6#0.51m/s和.24m/s8#点受到防波堤较为明显的挑流作用。落潮期均流速均在0.35m/s左右，表明落潮期间防波堤堤头挑流作用涨潮期间要弱；4#点受东最大流速分别为0.61m/s和0.39m/s。2013420~27442日为小潮、26~272.182.1。（1）降序依次为：3V4V2V10.64m/（3；最小垂0.14m/（V1V3V2V4V10.44/s（V3）.18m/（1）。落潮期.81m/V31306.4h0.59m/s（V2，测次为1213，0.2h）。小潮各垂线实测落急、涨急流速流向统计，见表2.250.78m/s（V3）0.30m/s（V1）。涨急流速降序依次涨潮期实测最大测点流速0.78m/s（V3，测次为2304，0.0h）。大潮各垂线实测落急、涨急流速流向统计，见表2.27和表2.28。V1垂线流V1垂线落急流速平均流速0.25~0.30m/s0.50m/s左右；受港口挡沙堤影响，口门处垂线平均最大流速则可达0.89m/s左右；京京唐图例图 图 京唐

2009.6大N2009.6小22N 图 N 22N图 22图 表 站 潮差23/30/38/31/29/25/24/40/ 18 23/25/30/23/30/30/24/32/ 27/34/37/32/23/22/24/39/ 22 20/ 19/21/21/20/20/20/26/25 15/ 16/13/14/13/13/13/25/21/24/26/24/23/23/21/33/17/22/17/22/29/21/28/20/22/33/站 18 45/站 18 45/45/57/41/46/36/33/54/38/38/41/29/37/38/32/48/47/47/60/41/41/31/40/47/22 29/ 29/26/30/26/28/24/34/23/ 34/38/28/35/25/35/46/25 20/ 21/ 17/ 22/ 17/ 23/ 24/ 34/表 站 潮差206/16/13/31/27/0/0/32/25/283/11/10/19/15/6/17/14/29/15/5/13/23/3/8/25/527表 站 20/52/0/45/20 16/ 35/ 0/ 32/12/ 33/ 28/ 40/28 12/ 23/ 22/ 24/表 站 30/32/31/21/27/29/ 40/40/38/37/38/50/ 32/33/32/33/34/36/10621/21/25/15/18/19/31/32/31/32/34/27/29/34/表 站 42/ 41/45/37/37/45/9月28 58/ 60/59/58/52/67/52/ 48/45/49/52/54/10月6 27/ 32/35/19/23/27/表 2004年9月6日小 2004年9月16日大测 流 NE/23.6/46/29.7/53/ NE/26.6/58/39.9/64/ NE/23.0/55/38.4/62/ NE/21.2/38/28.3/70/ NE/28.9/60/43.4/70/ NE/25.5/60/43.8/66/ NE/26.8/46/38.3/58/ NE/22.7/54/36.0/65/ NE/31.0/63/43.4/69/表 大潮（2009年6月22~23日 小潮（2009年6月15~16日表 相对水流速流向流速流向流速流向流速流向表 相对水流速流向流速流向流速流向流速流向表 相对水流速流向流速流向流速流向流速流向表 相对水流速流向流速流向流速流向流速流向风暴渤海湾沿岸是我国风暴潮多发地区之一，从1860年以来的140多曾发生成大淤厚达5.5m，航道淤积总量超过140万方（0+000~6+000范围内）。因此风暴潮造成区海域大风N~NE向为主，集N~ENE方向；大风历时长、风速大，大清河盐场6级风以上总的历时达34小时，为历史罕见。据气象部门的，此次大风为北方46~时区的有效波高（Hs）过程线，从中可以看出风暴潮期间的最大有效波高达3.7m，换算成H4%4.7m。与前述重现期波浪要素的1112对照，这一NE~ENE方向上约为25年~时有效波图 有效波本次风暴潮期间正值天文大潮，这也是受灾严重的因一。京唐港区11日03:42区此次风暴潮的潮位过程线。由于没有此次风暴潮的实测流速过程，利用数学模型的流速过程，模拟200310109：00143：0090个小时。从图均流速约为0.50m/s，落潮平均流速约为0.35m/s，但涨潮最大流速可达1.20m/s，落潮亦可达1.01m/s。各测站流速过程的统计特征值见表2.29。潮位潮位-10-10-10-10-10-日图-10-10-10-10-10-日表 123456789泥沙特0.1~0.2mm1~3km（-3~-8m等深线）之间的泥沙粒径砂为主。航道中淤积泥沙中值粒径为0.06~0.09mm。根据一航院于1993年11月和2000年10月对港区附近大范围的底质采样和航0.005~0.02mm200010月的结果相同。同时，在挡沙堤两侧有基本对称于航道轴线且大致沿-5m等2.24给出了20096月专项水文测验底质采样的分析结果，该次取样范围较广，15km，离岸方向至等深线-20m15条断面6200~-5m等深0.15~0.20mm6km-8m~-10m等深线以内区域分布0.10mm以上的泥沙，这可能是由于沿岸输沙在于图2.25其中2000年10月的采样断面位置位于航道轴线两侧1500m（如图2221600m（2.232.24）。由图中可见，三个测次航道内底质粒径沿程分布呈明显2004200310月风暴潮骤淤泥沙清淤后，因而不能代表风暴断面上的变化趋势基本一致。从不同的年度来分析，2004年的底质中值粒径在离岸1000m4000m20001000m~4000m的范围内则202012年（红色）2009年（黑色）2.27，对比分析图 0l1闪-.o．0l1闪-.o．如--.Q--

N

图 0离岸距离2004年东侧(距航道轴线2004年西侧(距航道轴线2009年东侧(距航道轴线2009年西侧(距航道轴线航道2000航道2009航道底质采样沿程分0航道里程0离岸距离东侧2000年(距航道轴线1.5km)西侧2000年(距航道轴线1.5km)东侧2004年(距航道轴线1.9kmm西侧2004年(距航道轴线1.6km)东侧2009年(距航道轴线1900m)西侧2009年(距航道轴线1.6km)泥沙中值粒径泥沙中值粒径泥沙中值粒径图 泥沙中值粒径泥沙中值粒径图 图 还与泥沙条件、边界条件密切相关。这一小节中，总结以往水文测验的结果，对京年、1993年、200020042.13。198610月在京唐港区港址东北方向进行了8条垂线的含沙量观测，各测站平均含沙量列于表2.305级风以下中等风力强度条件下含沙量横向分布情况。测量结果表明，这时泥沙主要活动带位于-3m等深线内的破波区，随着水深的加大，含沙量迅速下降。近岸带（-3~-4m）0.14kg/m3左右，在-7m附近海域含沙浓度0.07kg/m3左右。这说明小风浪条件动力下，波浪引起的泥沙横向（离岸方向）运动19931115~1610.7m/s15~17m/s2.2~3.2m，最大波高2.8~3.9m。两天后即11月20日，当天平均风速5.6m/s（5级），平均波高0.7m，各测站含沙量见表2.31，除港池口门1＃测站外，含沙量沿岸滩剖面横向分布趋于均匀，不同水深处（从-1.5~-9m）1.2kg/m3。与小风浪条件下的含沙量场相比，深水区含沙量增幅要大于浅水区。一周以后即11月28日，各测站含沙量0.25kg/m3左右。这充分体现了波浪对含沙量的影响十分明显，含沙量的变化对波2.32列出2000年两次在汇总历次含沙量测验结果的基础上，对风浪和含沙量的关系进行了对比分析，见表2.33，所得结论可归纳如下：(3)、强风浪条件下含沙量会急剧增大强的波生沿岸流作用将使两个方向输沙量差别加大，从而导致沿岸净输沙量大大增加测 水深测 水深182225表 测 水深201115-1610.7m/s，最大2.8-3.9m；当日平均风速28表 水深 表 风 风 频率

比例

浓度33 45

有的遥感资料统计的京唐港区口门处海域水体含沙量大0.05~0.25kg/m3，统计0.16kg/m35倍以内变化，事实上由于在较大风浪作用时，没有足够清晰的成像资料，因而更大风浪条件下含沙量资料缺乏。可以20042.34，其中小潮（989日）时的平均平均波高1.42m。虽然水文测验期间波浪较小，水体中含沙量亦不大，但两次测量的结表 123456789岸滩演变特历史上滦北摆荡迁移，塑造了以滦县为顶点北至昌黎，南至曹甸的扇形三角1.1所示。从滦河口至大清河口间的沙坝－泻湖海岸是滦河三角洲的前沿因供沙不足，导致沿岸沙坝普遍侵蚀萎缩。20038200312月的测图正好能反映200310月风暴潮对航道两侧滩地滩地冲淤变化的影响，见图2.31、图2.30。从图中可以看出，风暴潮造成了明显的部位向海移动，淤强增大，东侧的最大淤积点向航道靠拢。航道东侧-7m等深线以外处于淤长状态，其中-8m、-9m表现最为明显；-7m等深线则冲淤互见，靠近挡沙堤淤长，远离挡沙堤侵蚀；-6m及以内等深线基本上向陆退缩。航道西侧以-5m等深线为界，向22图 图 图 图 2京唐港外航道泥沙淤积机理分侧滩地，在平常风浪沿岸输沙作用下，-6m等深线以内均处在淤积状态。相对而言，在滩剖面发生较大调整，-6m以内滩地形成冲淤交替状态，-6m以外滩地形成堆积；与此同时，外航道产生泥沙骤淤。以下通过京唐港航道回淤状况，平常浪、风暴潮条件京唐港起步工程挡沙堤与航道分别于8月和1990年5月开工建设，至19900+700m0+100~1+500m开挖。1990113日~1991322日航道从-3m等深线1800m的长度内淤积泥19万方，平1.4m4.2m。这是京唐港航道发生的第一次淤积，其原因当时初步19917月首航投产运行的前三年多的时间里，经过监测，每年秋冬季均199811月~年月和年~20014月两个完整水文年的航道回淤情况。从趋势上看，如果不发生风暴潮航道泥20039200310月的航道检测图来分析典型风暴潮过程影响下水利科表 199811199911 2000420014月，最大淤厚在2+000~2+500之间京唐2万吨级航98年底竣工110m，水深-10.5m。20003~6月进行航道清淤并测量，至2001年9月20日的浚前扫测图，期间没有进行航道疏浚。在此期间港航道平常风浪年的淤积状况，如图2.32。 前靠近港池的区域和4+250后的外航道基本没有冲淤变化，淤积较均匀地分布在0 至4+250之间，平均淤厚约为0.54m，淤积总量为19.5万方，最大淤厚约为0.90m，位于2+000处，即西潜堤堤头。从航道的横断面22图 京唐港建港以来曾出现过多次航道泥沙集中淤积（骤淤）199292（农历八月初五）20031010日（农历九月十五）是两次典型的风暴潮过程，造成京唐港外航道两次骤淤，如图2.33、图2.34。这两次风暴潮造成的航道淤积峰值都与岸滩齐平。其中1992年的集中淤积发生在11月，滞后于风暴潮后2~3个月，最大3.5m，淤积部位位于当时的东堤堤轴线与航道中心线的交点处，对应航道里程在附近。年的骤淤发生在风暴潮期间，没有1992年的“滞后”现象，最大淤厚5.5m，淤积部位位于东环抱潜堤延长线与航道中心线的交点处，对应航道里程在3+200附近，使3.5万吨级航道（160m）淤积总量达186万方左右。2.352003910月的航道检测图。这次风暴潮造4.71m3+6004+5002.50m；4+5005+7001.34m300m的平均淤厚则2+750至3+600。淤积厚度

/／／——!—一一/

一———-||———!|———— 4 4图 1992年9月航道集中淤图 22图 本章小19801月~1219936月~19955月两年的实测风资料，分本港区的常波向为SE12.3%ESE，出现频率为该向H1/10≥2.0m的出现频率为0.75%。港区海域潮汐为不规则半日潮，平均潮差为0.88m。潮流强度较弱，具有明显平均最大流速0.50m/s左右；在港口挡沙堤影响范围以内，垂线平均流速增大0.05~0.10m/s左右，垂线平均最大流速则可达0.79m/s左右；质亚粘土，泥沙粒径横向分选明显，有向海逐渐细化的趋势。近岸1km范围内（0~-3m等深线以内）0.1~0.2mm的细砂；离岸离岸3km以外（-8m等深线之外）则以粘土质粉砂为主。由于滦河自70年代后期以来，在其上游修建水利工程，致使入海径流和泥沙大与东环抱潜堤之间的开阔处进入航道。航道在靠近港池区和外航道基本没有淤积，其它部位淤积均匀分布，最大淤积部位靠近西潜堤堤头。数学模型概数学模型采用Delft3D系统开发，其基本方程为描述静压假定下的不可压缩浅水波浪过程中的浅水变形和折射（即可以是地形变化也可以是水流引致的）、风能散，以及波与波之间非线性相互作用（quadrupletsandtriads）等。WAVEFLOW模块，在描述水Delft3D-FLOWWAVE模块耦合可把波浪力、潮流验20031020049月、200962009615日~16622日~23日3个潮位站11条垂线的实测大、锦锦N鲅鱼小长京唐塘小模型范大黄骅蓬烟莱州威图 3.24个海洋站对应点潮位过程的对比情况。从图图3.3给出了实测大潮时段内小模型计算的3个临时潮位站潮位过程的计算值与潮汐潮汐 计潮潮汐 计潮潮汐 计潮潮汐 计潮位鲅鱼3210-0.5--潮位鲅鱼3210-0.5---59潮时潮位京唐---- 潮时潮位黄21016---- 潮时-潮位塘 --潮时-潮位 老米沟实 C10B(调整06 ----- 时间-潮位 京唐港实 C10B(调整06 ----- 时间-潮位 金沙岛实C10B(调整06 --时间-图 3.43.5给出了大模型所复演的渤海海域在大潮涨急、落急的流场分布，较图3.6和图3.7为小模型计算的工程区海域涨、落急流场分布。由图可以看到，涨口门处的5#点由于受建筑物影响，计算流速值较实测值略微偏小。图 图 33图 图

1#垂线平均流速

1#垂线平均流 实计实计实计-

时间实计实计2#垂线平均流向计时间(h)

12:00时间(h

2#垂线平均流速-

-时间实计实计

3#垂线平均流速-

33时间-图 实计5#垂线平均流向计实计5#垂线平均流向计时间(h)实计实计4#垂线平均流向计时间(h)4---时间流速4---时间流速5#垂线平均流速实计---时间6#垂线平均流速--时间6#垂线平均流向计时间(h)实计3实计37#垂线平均流向计时间(h)实实计实计7#垂线平均流速--7#垂线平均流速---时间8#垂线平均流速实计--时间8#垂线平均流速实计-时间-流速-0.2012--9#垂线平均流时间9#垂线平均流速--时间10#垂线平均计时间(h)11#垂线平均流向计时间(h)10---时间10---时间11#垂线平均流速-时间-实计实计水利科第二章中按照波能平均法统计京唐港区1993年6月~1995年4月的实测波浪资料，北向浪代表波要素为H1/10=1.36m，T=5.37s。根据多年测风资料与波能的相关关系，分析的北向浪多年平均代表波要素为H1/10=1.72m，T=6.79s。在波浪模型的计算中，HsH131.60HH1102.03H计算多年平均的有效波高为略大于以往结果。故计算中代表波仍以1993~1995所分析的波浪条件为基准。3.9为平常浪的波浪场和波浪方向，从图中可见波浪从深水向浅水的波高减小8.1s。在计算中波浪方向与平常浪计算一致，即采用当地强浪向ENE。图 33图 平常浪航道年均回淤验5+000~9+000段局部预留备淤深度，挖深至-22m。20136月测图中纵剖面沿程变化较大，20m等深线分割为多段，其水深变化原因不明。20131220118月、201282013123.1表 [[20128月20138[20118月20138[*未入计 83日~89日）可能影响到京唐港区，从台风路径上看，见图3.17，达维对渤海从统计航道回淤量看，20118月~20128195万方，2012年8月~2013856万方，两者差距明显。20128月的航道测则，2012年8月的资料中也包含航道竣工后首年的淤积状况，可能为较一般年均回淤量大。中以2011年8月~2013年12月共计29个月的航道回淤对比资料，分析其年化回淤状况，总的淤积量为114万方。试验结果表13km航道范围内年淤积量为84万方。试验中航道底宽为245m，按照试验所得航道沿程淤积强度分布，换算为290m底宽的航道淤积量为99万方。3.1820万吨级航道（现状）海床年均冲淤分布，从图上看实测吻合，但计算值小于实测值；实测分析结果在14+000以后航道淤积甚少，数模表

淤积量[万 水利科图 33图 图 33图 年均回航道年均回航道201108-201208-201312201312航道高程[m论基面高程[m论基面33图 图 33201108-201108-201312 201108-201108-201312 航道年均回淤地数模证地航道高程[m论基面高程[m论基面图 3.21给出了风暴潮条件下工程区模型的潮位验证图。该次风暴潮主要受东北方向强风2.50.50m以上，第三天有所减水。这同）3.22~3.23则分别给出了涨落急时刻的流场及流速等值线大流速为0.43m/s，最大横流为0.31m/s。3321010 10 11 11 12 12 13 13 14实 计图 33图 图 3.2520万吨级航道（现状）3.263.273.520万吨级航道的数模计算风暴潮回淤结果与实测值、物模值的比较。从实测资料和物模试验暴潮造成的最大淤积点位表3.3为2010年物模试验方案A-7与数模模拟结果对其中物模试验中航道底245m（底高程为-20m），13以内的淤积量为万方，若换算为现状290m29913以内的淤积量为万方，统计至全航道约318万方。[[图 图 淤积0航道0航道航道淤积厚度[本章小2009615日~16622日~23测3个潮位站和11条垂线流速流向资较好的复演工程区附（3）2003年以唐港区总体布局发生了显著变化，航道风暴潮回淤的验证除对2003年实测资料复演外另对2010年水利科学20万吨级航道物模试318万方，与20万吨级航道物模试验分析值299相近。预选方案计算结4.1~4.64.7为不同计算方案的航道但需要说明的是，中数学模型为平面二维的计算网格，其水深平均的处理 图 图 图 图 图 图 m图 比选方案计算结4.114.124.13为方案二的涨落急流场。方案三的涨落急流场分布见图4.14和图4.15。刻则流态相对顺畅，其中方案二落急时刻的东堤潜堤堤头流速可达0.8m/s。缓和，主要表现为进门后流速减小且渐趋于0。300~360m0.9m/s。方案三与方案一的500m，故此两方案涨急时刻航道水域呈现明显回流，以致航道中心线的横流流向在不到1000m的距离内发生杂的三维