滨海港区南港池防波堤口门宽度适应性分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着经济发展，我国港口快速成长，水上交通航运也在翻天覆地的改变，多数船舶船型正呈现大型化、多样化的特点，许多港口的货运吞吐量持续稳定快速增长。但无疑会暴露出许些问题，例如：船舶到港后由于港口规模较小不能及时靠泊问题，为了解决问题并在长远角度考虑适应未来超大型船舶船型到港问题，越来越多的港口陆续开展港口升级扩大工程。但是新建造的泊位多为“开敞式”泊位，无任何遮挡，涌浪进入港池后，造成船舶横摇，且涌浪接触码头前沿后回弹形成叠加，所以港池内涌浪要大于锚地，对港口设施和船舶结构造成巨大威胁，更严重影响着生产作业及船舶安全。由于风浪条件较为恶劣，为改善港口水域的作业条件，减小港池内涌浪造成危害，同时防止泥沙进入港池内沉积，影响港池水域水深，保障船舶停泊和作业安全，许多港口采用建造防波堤和设置口门的方式来掩护港内水域能更好的为到港船舶提供优质的靠泊条件。所以科学合理的确定防波堤口门宽度，也成为了保证船舶通航安全、提高作业效率、满足港口发展需要的重要保障。

在建造防波堤和设置口门的工程中，口门的方向与宽度尤为重要，这也成了许多国内外专家学者所研究的重点内容，专家学者们主要通过理论推导、物理模型、数学模型、模拟实验等方式对此问题进行了大量的研究。随着计算机科学技术的提高，在自然条件下利用潮流数学模型进行研究是研究口门处水流状态最佳方法；南京水利科学研究院、水文水资源与水利工程科学国家重点实验室肖立敏，孙林云，孙波，韩信，刘建军通过建立平面二维潮流数学模型，针对天津港大港港区口门防波堤不同长度及布置形式，从通航水流条件对不同口门布置方案进行计算分析为港区口门优化设计和管理上提供了重要依据和参考；中交第一航务工程勘察设计院有限公司张俊健、唐国明、王 松、杨松姗通过分析仙人岛港区风、浪、流等自然条件以及数学模型试验数据的基础上，主要对口门横流较大的情况进行比较研究并提出推荐方案；王 俊、张世安、吴嫡捷、王二平、王万战等通过利用计算流体动力学模型，将口门位置及宽度、港池外波高等不同变量进行模拟，通过模拟结果确定最优方案； 国外学者Fuhrman 通过研究可求解高阶Boussinesq方程的数值方法，在空间和时间上运用相关格式方程完成计算，并用高阶Boussinesq方程研究了波浪的爬坡问题。

2. 研究的基本内容与方案

口门宽度是影响防波堤掩护效果的一个重要参数。所以口门宽度大或者小各有其优劣势，其口门宽度大利于船舶进出但不能有效抵御港外波浪侵袭；口门宽度小可有效保障船舶泊稳条件但不利于船舶进出航行安全，也直接限制了进港船舶船型并限制了港口进一步的现代化发展。口门宽度的适应性分析主要先分析防波堤和口门的设计规范，再通过海港总体设计规范分析国内防波堤及口门的布置原则。查阅资料对国外的防波堤口门的布置要求进行研究，针对于防波堤口门设计规范尺度对已有的防波堤的建设概况进行分析，再研究港口的气象、水文、地形地貌、海岸演变及泥沙运动等环境条件；水深，航道宽度、走向、长度等航道条件；代表船型为LNG船的船舶操纵性、特殊性、旋回性等船舶特性；港口港池深度、回旋水域面积、港口泊位等平面布置，通过以上及更多南港池的通航条件相关因素进行研究后对口门宽度进行综合分析其适应性，并在原有方案中进行模拟实验，对于存在的问题给出相应的问题解决方案，对于某些问题在条件受限情况下如何完成优化措施也是此次口门宽度适应性分析的关键步骤。

3. 研究计划与安排

3月23日前，阅读资料，进行资料分析，完成开题报告撰写、外文翻译

4月25日前，完成毕业论文初稿撰写，指导老师返回意见修改

4. 参考文献（12篇以上）

[1]jts 165-2013.海港总体设计规范[s].中华人民共和国交通运输部,2013.11.12

[2]王俊,张世安,吴嫡捷,王二平,王万战.口门布置对港池消波和环流的影响研究[j].人民黄河,2019,41(12):79-82 102.