唐山液化天然气项目工程波浪数值模拟研究.pdfVIP

目 录 一、前言- 1 - 二、依据资料和技术要求- 4 - 三、资料分析及深水波要素的确定- 6 - 四、波浪数学模型- 17 - 4.1 阶抛物型方程数学模型- 17 - 4.2 港内波浪数学模型- 19 - 五、数值计算成果与分析- 22 - 5.1防波堤设计波浪要素计算- 23 - 5.2港内波浪场计算- 42 - 六、结 语- 46 - 唐山液化天然气项目工程波浪数值模拟研究 一、前言 唐山液化天然气LNG项目码头工程位于河北省唐山市曹妃甸港 区，西侧毗邻已建成的曹妃甸矿石码头一期工程和中石化曹妃甸30万 吨级原油码头。工程面向海域，天然水深大、水域开阔，波浪问题也是 不可回避的问题之一，对整治建筑的设计、泥沙研究等都起着十分重 要的作用。因此有必要分析和推算码头设计所需的设计波浪要素。为 工程设计提供合理的参数。 曹妃甸港区位于渤海湾，随着曹妃甸围海造地工程的建设，曹妃 甸地区已建成了集矿石、原油等大型的码头工程以及旅游休闲场所， 整个环渤海地区的开发更是以惊人的速度开进行着。拟建的唐山液化 天然气项目工程位于曹妃甸甸头附近，工程位置及附近水域地势及周 边开发现状见图1-1、图1-2。图1- 3是本项目码头工程的位置图，液化天然气码头布置在曹妃甸甸头东 侧，离岸月2Km的海域，码头前天然水深为14~15m，码头泊位通过栈 桥与 域相连接， 域为曹妃甸围填工程形成，堤前天然水深约为6.5 m 。 为全面了解工程水域的波浪状况，合理确定本项目码头工程的设 计波浪要素，需要开展波浪数学模型研究。为码头工程设计提供合适 的波浪参数。 由于本工程附近无较为长期的波浪观测资料，本文主要依据曹 妃甸附近的南堡盐场气象台1980年~2009年的分方向年极值风速，确 - 0 - 定本工程海域的设计风速；进而根据《海港水文规范》推荐的风推浪的 方法确定工程海域的深水波浪要素。采用大范围水域波浪折射绕射波 浪传播变形数学模型结合不同方案的平面布置进行波浪场计算，推算 波浪由深水向近岸的传播，得出本项目码头工程水域的波高分布和一 些控制点位置的设计波浪要素。 波浪数模计算根据设计部门提出的平面布置方案进行，根据工 程海域的地理位置，波浪计算主要考虑波浪主方向为NE~E~SSW方 向，计算波浪重现期为100年一遇、50年一遇和2年一遇，计算中水位 考虑极端高水位、设计高水位和设计低水位和极端低水位等。此外， 根据设计部门要求，根据风场资料及有关气象资料，推算工程位置的 N 、NE 、E、SE、S、SW、W 、NW方向，距海平面10m的100 年一遇的10min、2min 和3s的平均最大风速。 大 清 河 口 南堡 塘沽 港区岸线 曹妃甸 工程区 渤 海 湾 - 1 - 图1-1 渤海湾水域地势及工程位置示意图 天津开发区 曹妃甸开发区