潮沙河段挡沙堤形态对水流影响的数值模拟分析

本文主要探讨了潮汐河段挡沙堤平面形态对水流影响的数值模拟研究，以2011年海门新江海河挖入式港池挡沙堤工程为例。研究采用有限体积法，构建了非结构网格的二维潮流数学模型，该模型对于理解堤头流场、横流和水位变化有重要作用。研究发现，随着挡沙堤长度的增加，其挑流作用增强，这提示我们在设计时需合理控制堤长，以防止对附近航道流场的不利影响。 堤头的形态变化被证明可以优化水流分布，减缓横流速度，这对于减少港池淤积和维持航道畅通具有重要意义。在水位变化方面，研究指出涨落急时刻，特别是堤身外侧靠近坝根处，水位变化最为显著，这可能对水文管理和航道管理带来挑战。由于潮沙河段的特殊性，即水沙运动复杂且受到双向流影响，传统的丁坝绕流理论研究较少关注此情况。相比于三维紊流模型的复杂性和计算量，二维模型在模拟丁坝绕流效果和简化局部紊流效应方面更具优势，更适合实际工程应用。 作者窦峰等人通过对海门新江海挖入式港池挡沙堤的数值模拟，深入研究了不同平面布置形态对航道的具体影响，为类似工程的设计提供了科学依据。该研究对于港口海岸工程的规划、建设和维护具有重要的参考价值，强调了在潮汐河段挡沙堤设计中考虑水流动力学特性的必要性。同时，也为未来在其他潮沙河段的挡沙堤设计中提供了一种实用的数值模拟方法和技术路线。