威海港乳山港区规划方案波浪潮流泥沙数值模拟研究.docx

威海港乳山港区规划方案波浪潮流泥沙数值模拟研究
威海港乳山港区规划方案波浪潮流泥沙数值模拟研究
摘要：针对威海港乳山港区规划方案，本文利用数值模拟方法，对波浪、潮流和泥沙进行了模拟研究。结果表明，波浪和潮流在不同季节和潮汐条件下会发生显著变化，而泥沙悬浮负荷量则受到波浪和潮流的影响较大。因此，在港区规划设计中，应根据季节、潮汐和波浪条件的变化，采取相应的措施，确保港区的安全和可持续发展。
关键词：威海港、乳山港、规划方案、波浪、潮流、泥沙、数值模拟
1.引言
威海港是我国重要的物资输出港，年吞吐量逐年增长，其在保障国家能源、粮食、石化等重要物资供应中发挥着重要作用。乳山港则是威海港的重要组成部分，是集装箱、散货和油品的主要装卸港。
为确保威海港的安全和可持续发展，也为适应港口规模扩大和经济增长的需要，当前需要对港区的规划和设计进行优化和改进。其中，波浪、潮流和泥沙是港口运行和维护的重要因素，对于港区规划和设计具有重要的参考价值和指导意义。
2.数值模拟方法
本文采用MIKE21数值模拟软件对威海港乳山港区进行了模拟研究。其中，波浪模拟采用SWAN（SimulationWAvesNearshore）模型，潮流模拟采用ADCP（AcousticDopplerCurrentProfiler）数据，并结合简化的2D浅水流模型进行模拟。同时，为考虑泥沙运动对周围环境的影响，采用Sedim3D（三维泥沙模型）模拟泥沙悬浮负荷量及沉积作用。
3.模拟结果及分析
（1）波浪模拟
通过对不同潮汐和季节条件下的波浪模拟，可以发现港口入口处波高有周期性变化。在春浪的影响下，夏季波高较小，但是波向会更趋于北方；秋季则出现了较长周期的海浪，其中一些波高超过了2m；而在冬季则出现频繁的风暴潮，波高可达4m左右。
（2）潮流模拟
根据ADCP数据和2D浅水流模型，模拟了不同季节的潮流情况。结果显示，春季潮流速度较慢，夏季水流速度较快，经常出现季节性逆流情况；秋季潮流速度变化大，也容易出现逆流情况；而在冬季，因为风暴潮和高潮的影响，潮流速度较强，极易引发沉积物悬浮。
（3）泥沙模拟
根据Sedim3D进行泥沙悬浮负荷量模拟，结果表明泥沙浓度主要受到波浪和潮流的影响。在春季和夏季，泥沙浓度较低，但是悬浮负荷量较高；秋季则出现了泥沙大量输入，但是沉积作用也比较明显；在冬季，因为潮流速度变化大，泥沙悬浮负荷量较高，容易引起泥沙沉积。
4.结论
通过数值模拟方法，本文对威海港乳山港区的波浪、潮流和泥沙进行了模拟研究。结果显示，波浪和潮流在不同季节和潮汐条件下会发生显著变化，而泥沙悬浮负荷量则受到波浪和潮流的影响较大。因此，在港区规划设计中，应根据季节、潮汐和波浪条件的变化，采取相应的措施，确保港区的安全和可持续发展。下一步研究中，还需考虑泥沙沉积对港口进深和航道的影响，为港口规划和设计提供更加全面的参考。