南堡灘海路島工程與環(huán)境動力相互作用的理論與實踐

前言

灘海是地球表面地形最為復雜、多變的地區(qū)之一，是各種海洋動力環(huán)境，如風、波浪、潮汐、海流及海冰等能量集中消耗的地方，處在一個高能的海洋環(huán)境中，是工程環(huán)境災害易發(fā)的地區(qū)。因此，在灘海地區(qū)進行工程建設，必須對灘海地區(qū)的海洋環(huán)境動力特征進行深入的科學研究，對災害進行客觀的評價，才能確保各項灘海工程建設安全、高效地進行。人工島是在灘海地區(qū)的由人工建造的島式陸地，可以作為海上各種生產(chǎn)作業(yè)的場所，或用于建設海上公共設施等。靠近岸邊的人工島，大多有進海路與岸相連，離岸距離較遠的人工島，有的則通過棧橋連接陸地，有的則與陸地不相連接，采用海上交通船舶進行上下。人工島作為人類開發(fā)海洋的基礎設施，目前已在世界多個地區(qū)被廣泛應用。在進行海上油氣開發(fā)建設時，人工島也是被經(jīng)常采用的海洋工程方式之一，如美國洛杉磯長灘油田人工島、阿拉斯加北坡油田北極星人工島，德國米特普拉特油田人工島，在我國渤海灣的灘海油氣勘探開發(fā)過程中，遼河油田、冀東油田、大港油田和勝利油田也在采用建設進海路和人工島的方式進行海上油氣開發(fā)建設，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。灘海路島工程由于受到風浪、潮流、海冰及風暴潮等多種海洋環(huán)境因素的共同影響，和陸地上建筑相比，被破壞的可能性更大。

內(nèi)容概要

　　灘海是地球表面地形最為復雜、多變的地區(qū)之一，是各種海洋動力環(huán)境，如風、波浪、潮汐、海流及海冰等能量集中消耗的地方，處在一個高能的海洋環(huán)境中，是工程環(huán)境災害易發(fā)的地區(qū)。因此，在灘海地區(qū)進行工程建設，必須對灘海地區(qū)的海洋環(huán)境動力特征進行深入的科學研究，對災害進行客觀的評價，才能確保各項灘海工程建設安全、高效地進行。

書籍目錄

第l章 南堡灘海路島工程與環(huán)境動力特征概述1.1 南堡灘海路島工程與環(huán)境動力相互作用研究目的與內(nèi)容1.1.1 南堡灘海路島工程與環(huán)境動力相互作用研究主要目的1.1.2 南堡灘海路島工程與環(huán)境動力研究內(nèi)容1.2 南堡灘海路島工程概述1.2.1 1號人工端島工程1.2.2 西線進海路工程1.2.3 進海路及人工島結(jié)構(gòu)型式1.3 南堡灘?；練夂蛱卣?.3.1 氣溫1.3.2 降水1.3.3 風1.4 南堡灘海水動力基本特征1.4.1 潮汐1.4.2 波浪1.4.3 海流1.4.4 海冰1.4.5 海域泥沙運動1.5 南堡灘海工程地質(zhì)特征1.5.1 形地貌特征1.5.2 地質(zhì)概況及地震安全性1.5.3 海底地層巖土工程性質(zhì)1.6 南堡灘海區(qū)災害性因素1.6.1 災害性天氣因素1.6.2 災害性地質(zhì)因素第2章 灘海環(huán)境動力因子與路島工程相互作用機理2.1 波浪對灘海構(gòu)筑物的作用機理2.1.1 風浪對灘海構(gòu)筑物的直接作用2.1.2 波浪作用下海底土層的弱化2.1.3 波浪作用下海底粉砂層的液化2.1.4 風浪掀沙作用2.2 潮流與灘海構(gòu)筑物的相互作用機理2.2.1 波流共同作用下泥沙沖淤及地形地貌變遷2.2.2 潮位變動對構(gòu)筑物穩(wěn)定性的影響2.2.3 構(gòu)筑物對潮流流向、流速的影響2.3 風暴潮對灘海構(gòu)筑物的作用機理2.3.1 風暴潮的成因與特點2.3.2 風暴潮與灘海構(gòu)筑物的作用機理2.4 灘海災害地質(zhì)因素與灘海構(gòu)筑物的相互作用機理2.4.1 海底不良地質(zhì)現(xiàn)象對灘海構(gòu)筑物的影響2.4.2 灘海構(gòu)筑物對海床穩(wěn)定性的影響2.5 海冰對灘海構(gòu)筑物的作用機理2.5.1 海冰與海工直立構(gòu)筑物的相互作用2.5.2 海冰對斜坡構(gòu)筑物（人工島、防波堤等）的作用機理第3章 南堡油田路島工程與灘海環(huán)境動力的相互作用研究3.1 路島工程與灘海動力環(huán)境相互作用研究方法3.2 潮流數(shù)學模型研究3.2.1 黃渤海平面二維潮波運動數(shù)學模型與潮波運動模擬3.2.2 渤海灣整體潮流數(shù)學模型的建立及驗證3.2.3 人工島工程局部潮流數(shù)學模型概況及驗證3.2.4 南堡灘海路島工程建設對周邊水動力的影響3.3 波浪、潮流整體物理模型的設計與驗證3.3.1 波浪、潮流整體物理模型的設計3.3.2 潮流驗證3.3.3 工程建設前后水流變化的物理模型試驗3.4 南堡灘海路島工程沖淤實測成果分析3.4.1 人工島區(qū)3.4.2 進海路兩側(cè)3.5 南堡灘海路島工程對周邊海域海床沖淤影響3.5.1 南堡灘海路島工程建設引起的沖淤計算3.5.2 南堡灘海路島工程對周邊海域海床沖淤影響分析第4章 灘海環(huán)境動力對路島工程影響研究4.1 工程區(qū)域海床穩(wěn)定性現(xiàn)狀評價4.1.1 評價因子的確定原則4.1.2 評價模型4.1.3 1號人工島區(qū)域海底穩(wěn)定性分區(qū)及結(jié)果評價4.2 灘海環(huán)境動力作用下路島工程穩(wěn)定性分析方法4.2.1 分析方法的基本原理4.2.2 波浪荷載作用下路島工程穩(wěn)定性分析方法4.2.3 地震荷栽作用下路島工程穩(wěn)定性分析方法4.3 灘海環(huán)境動力作用下路島工程穩(wěn)定性分析實例——以l號人工島工程為例4.3.1 1號人工島工程分析模型的建立4.4 路島工程施工期和工后穩(wěn)定性監(jiān)測4.4.1 路島工程穩(wěn)定性監(jiān)測概述4.4.2 l號人工島工程監(jiān)測系統(tǒng)布置4.4.3 施工期監(jiān)測成果分析4.4.4 施工結(jié)束后監(jiān)測成果分析4.4.5 現(xiàn)場穩(wěn)定性監(jiān)測成果第5章 南堡灘海路島工程應用實踐5.1 路島工程結(jié)構(gòu)型式5.1.1 人工島的共同點及結(jié)構(gòu)型式設計5.1.2 南堡油田路島工程環(huán)境特點5.1.3 路島工程圍堤結(jié)構(gòu)型式比選5.1.4 袋裝砂筑堤工藝在南堡油田路島工程建設中的應用5.1.5 南堡油田路島建設模式在1號人工島工程中的合理應用5.2 路島工程防護技術應用5.2.1 南堡灘海人工島護島潛堤技術應用5.2.2 南堡灘海路島工程護底技術應用第6章 綜合概括與建議6.1 理論概括6.2 實踐成果6.3 問題與建議參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（3）在保證工程安全的前提下如何需要工程建設的成本。減少工程建設成本就需要合理規(guī)劃，精心設計，科學施工。任何工程除了確保安全以外，都有降低成本，使用方便等問題。例如要建造人工島，就有把島建得多高，即島的地面高程問題。如果島地面高程太低，就很不安全，大浪、風暴潮等惡劣海洋環(huán)境下，會被海水淹沒出現(xiàn)安全事故，但如果光考慮安全問題，把島建得太高不但成本增加，而且人員從船只上下島等使用會很不方便。這樣就需要研究出一個最佳高度，即合理方案。如何得到最佳高度？這就要有工程所在的灘海水位的多年統(tǒng)計資料，不但要考慮天文潮位、風暴潮增減水位等潮位因素，而且還要考慮浪高及工程建成后的越浪量等問題。綜合考慮各種因素之后才能確定合理的島的地面高程。再如合理規(guī)劃的問題。灘海海水深度有深有淺，要在滿足石油勘探開發(fā)需要的前提下，盡量把島建在水深比較淺、海流比較小、比較避浪的地方，這就要求將灘海的海洋環(huán)境動力研究清楚，才能既滿足石油開發(fā)的需要，又要盡量建在海洋環(huán)境動力能量較小的海域。（4）要滿足灘海石油工程對工程周圍的灘海環(huán)境破壞作用研究的需要。灘海石油工程的建設或多或少都會對周圍的灘海環(huán)境造成不同程度的影響，如rb于灘海工程的建設，造成周圍海洋潮流場及浪場的改變，這樣就會令灘海能量場改變，進而改變海底泥沙的運移的方向和強度，從而造成周邊海底的快速侵蝕或淤積。灘海是海洋生命茂盛的地方，水深、海流、水中含沙量等的快速改變，將導致海洋生命無法適應環(huán)境而大量死亡，造成環(huán)境災害。如何避免這樣的災難發(fā)生，如何使灘海工程建設盡可能少影響灘海環(huán)境，也是灘海環(huán)境動力與工程相互作用要研究的重要課題之一。1.1.2 南堡灘海路島工程與環(huán)境動力研究內(nèi)容灘海環(huán)境動力與灘海石油工程相互作用的研究內(nèi)容主要包括兩個方面。一是南堡灘海環(huán)境動力特征的研究；二是為適應南堡灘海環(huán)境動力的灘海路島工程技術的研究。（1）南堡灘海環(huán)境動力特征的研究。

編輯推薦

《南堡灘海路島工程與環(huán)境動力相互作用的理論與實踐》由海洋出版社出版。

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