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海底沙波形成運移及其工程影響(新時代海上工程創新技術與實踐叢書) 版權信息
- ISBN：9787547862711
- 條形碼：9787547862711 ; 978-7-5478-6271-1
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
海底沙波形成運移及其工程影響(新時代海上工程創新技術與實踐叢書) 本書特色
我國正處于向世界海洋強國行列邁進的過程中，深海油氣資源開發是國家能源安全的重要保證，具有重要的戰略意義。海洋中海底沙波普遍存在且嚴重危害海底管道等工程，已經成為科學和工程領域關注的熱點。深刻揭示海底沙波形成機理和運移規律，可以在設計和維護階段正確認識和評估海底沙波等地質災害的影響，以便采取積極有效的預防措施，保證海底管道等的安全運行。本書研究內容和目標符合我國深海能源開發的國家戰略需求，屬于自然科學基金委“十四五”優先發展領域中“深海和極地工程裝備設計和運維的基礎理論”的研究方向。
海底沙波形成運移及其工程影響(新時代海上工程創新技術與實踐叢書) 內容簡介
本書闡述了海底沙波的主要形成機理、動力條件及常見的研究方法和主要成果，并就海底沙波對于海底管道工程的影響進行了論述。本書研究內容涵蓋了海洋動力學、泥沙運動力學等主要海洋和海岸領域力學分析原理、準則和方法，可為讀者對于海底沙波這一海洋重要的地貌特征的認識和研究提供進一步幫助。 本書可供海洋石油開發中海底結構設計和研究相關技術人員使用，也可供高等院校相關專業研究生參考使用。
海底沙波形成運移及其工程影響(新時代海上工程創新技術與實踐叢書) 目錄
第1章
海底沙波概述 ……1
1.1 海底沙波分類及描述/2
1.1.1 海底沙波分類 /2
1.1.2 海底沙波描述參數/4
1.2 海底沙波形成機理/5
1.2.1 海底沙波形成基本要素/5
1.2.2 海底沙波形成水動力因素 /6
1.3 沙波研究方法/8
1.3.1 現場觀測方法/8
1.3.2 數值研究方法/11
1.3.3 模型試驗方法 /13
1.4 我國近海海底沙波分布/14
1.4.1 臺灣海峽 /14
1.4.2 渤海區域 /15
1.4.3 南海北部 /16
1.4.4 東海近海/17
1.4.5 福建近海/19
參考文獻 /20
第2章海底沙波水動力作用 ………………………………25
2.1 潮流運動 /26
2.1.1 潮汐形成及特點/26
2.1.2 潮流運動特點/28
2.2 海流運動/29
2.2.1海流形成因素/29
2.2.2 海流速度分布/32
2.3 波浪運動/34
2.3.1 線性波浪/34
2.3.2 非線性波浪/37
2.3.3 隨機波浪/38
2.4 水動力對海床作用/40
2.4.1 海流作用/41
2.4.2波浪作用/43
2.4.3 波流共同作用/45
參考文獻/47
第3章 泥沙運動基本理論… ………………………… 49
3.1 水和泥沙特性/50
3.1.1 水的密度和黏度/50
3.1.2 泥沙特性/50
3.1.3 水沙混合物/52
3.1.4滲透性/52
3.1.5可液化性/54
3.2 泥沙顆粒臨界起動/54
3.2.1 臨界起動流速和波高/55
3.2.2 臨界起動剪切應力/55
3.3 推移質輸運/57
3.3.1海流下的推移質輸運/58
3.3.2波浪下的推移質輸運/59
3.3.3 波流作用下的推移質輸運/60
3.4 懸移質輸運/61
3.4.1懸浮標準和顆粒大小/61
3.4.2 沉降速度/62
3.4.3 海流下的泥沙濃度/63
3.4.4 波浪下的泥沙濃度/66
3.4.5 波流作用下的泥沙濃度/67
3.4.6 泥沙濃度方程及輸沙率/67
參考文獻/68
第4章 海底沙波的實驗室模擬 …………………… 71
4.1 波浪作用下的海底沙波運動/72
4.1.1 沙波發展及流動結構/72
4.1.2 沙波特征尺度預測/74
4.2 潮流作用下的海底沙波運動/76
4.2.1 沙波發展及控制因素/76
4.2.2沙波特征尺度影響因素/79
4.2.3 沙波特征尺度預測/82
4.2.4 沙波形態特征/85
4.3 波流作用下的海底沙波運動/87
4.3.1 沙波發展及基本形態特征/87
4.3.2沙波特征尺度影響因素/89
4.3.3 沙波特征尺度預測/91
參考文獻/94
第5章 海底沙波穩定性分析 ……………… 97
5.1 數學模型介紹/98
5.1.1 2DV Flow模型/98
5.1.2沉積物運輸和海床模擬/98
5.1.3 自由面和海床邊界條件/99
5.1.4流入和流出邊界條件/100
5.2 海底沙波發展過程穩定性分析/101
5.2.1 沙波形成流場機理/101
5.2.2 單向流下沙波的發展/101
5.2.3 穩定性分析實例——加的斯灣沙波/104
5.3 沙波影響參數分析/106
5.4 海底沙波疏浚影響/111
參考文獻/113
第6章 淺海區域海底沙波數值模擬… ···…… 115
6.1 ROMS數值模型/116
6.1.1 控制方程/116
6.1.2 邊界條件/118
6.1.3 沙波模型的建立/119
6.1.4 極端條件的影響/120
6.2 正常海況下的沙波演化/121
6.2.1 沙波的長期演變/121
6.2.2 沙床屬性對沙波演化的影響/122
6.2.3 不同月份之間的沙波變化規律/124
6.3 極端條件下的沙波演化/124
6.3.1 極端條件下四種水動力條件/125
6.3.2極端條件下沙波演化規律/125
6.4 臺風下沙波移動的經驗預測/127
6.4.1 海底沙波基本情況/127
6.4.2 經驗公式預測方法/129
6.4.3 正常海況下的沙波遷移/129
6.4.4 臺風作用下的沙波遷移/131
參考文獻/133
第7章 深水陸架區海底沙波數值模擬 ··…··…… 135
7.1 內波作用下沙波運動的數值模擬方法/136
7.1.1 控制方程/136
7.1.2 湍流模型/137
7.1.3 網格設置/139
7.1.4 內波設置參數/139
7.1.5 驗證效果/141
7.2 陸坡上內波傳播過程與沙波運動研究/143
7.2.1 內孤立波的分裂現象與極性轉換現象/143
7.2.2南海北部陸坡內孤立波淺化過程數值模擬/144
7.2.3 南海北部陸坡沙波泥沙運動研究/150
7.3基于內波引起的實測流速下的沙波數值模擬/153
7.3.1 流速分析/154
7.3.2模型設置/155
7.3.3 實測流速下不同時期沙波高程的變化/157
7.3.4實測流速下平臺樁腿處地形的變化/159參考文獻/160
第8章 海底沙波工程影響及處置措施 ·····…… 163
8.1 海底沙波的工程影響/164
8.1.1 對海底管道工程的影響/164
8.1.2海底沙波對其他工程項目的影響/168
8.2 沙波區海底管道處置方案/169
8.2.1 海底沙波地形監測/169
8.2.2 海底管道路由沙波整治措施/172
8.2.3 海底管道懸跨整治措施/173
參考文獻/175
海底沙波概述 ……1
1.1 海底沙波分類及描述/2
1.1.1 海底沙波分類 /2
1.1.2 海底沙波描述參數/4
1.2 海底沙波形成機理/5
1.2.1 海底沙波形成基本要素/5
1.2.2 海底沙波形成水動力因素 /6
1.3 沙波研究方法/8
1.3.1 現場觀測方法/8
1.3.2 數值研究方法/11
1.3.3 模型試驗方法 /13
1.4 我國近海海底沙波分布/14
1.4.1 臺灣海峽 /14
1.4.2 渤海區域 /15
1.4.3 南海北部 /16
1.4.4 東海近海/17
1.4.5 福建近海/19
參考文獻 /20
第2章海底沙波水動力作用 ………………………………25
2.1 潮流運動 /26
2.1.1 潮汐形成及特點/26
2.1.2 潮流運動特點/28
2.2 海流運動/29
2.2.1海流形成因素/29
2.2.2 海流速度分布/32
2.3 波浪運動/34
2.3.1 線性波浪/34
2.3.2 非線性波浪/37
2.3.3 隨機波浪/38
2.4 水動力對海床作用/40
2.4.1 海流作用/41
2.4.2波浪作用/43
2.4.3 波流共同作用/45
參考文獻/47
第3章 泥沙運動基本理論… ………………………… 49
3.1 水和泥沙特性/50
3.1.1 水的密度和黏度/50
3.1.2 泥沙特性/50
3.1.3 水沙混合物/52
3.1.4滲透性/52
3.1.5可液化性/54
3.2 泥沙顆粒臨界起動/54
3.2.1 臨界起動流速和波高/55
3.2.2 臨界起動剪切應力/55
3.3 推移質輸運/57
3.3.1海流下的推移質輸運/58
3.3.2波浪下的推移質輸運/59
3.3.3 波流作用下的推移質輸運/60
3.4 懸移質輸運/61
3.4.1懸浮標準和顆粒大小/61
3.4.2 沉降速度/62
3.4.3 海流下的泥沙濃度/63
3.4.4 波浪下的泥沙濃度/66
3.4.5 波流作用下的泥沙濃度/67
3.4.6 泥沙濃度方程及輸沙率/67
參考文獻/68
第4章 海底沙波的實驗室模擬 …………………… 71
4.1 波浪作用下的海底沙波運動/72
4.1.1 沙波發展及流動結構/72
4.1.2 沙波特征尺度預測/74
4.2 潮流作用下的海底沙波運動/76
4.2.1 沙波發展及控制因素/76
4.2.2沙波特征尺度影響因素/79
4.2.3 沙波特征尺度預測/82
4.2.4 沙波形態特征/85
4.3 波流作用下的海底沙波運動/87
4.3.1 沙波發展及基本形態特征/87
4.3.2沙波特征尺度影響因素/89
4.3.3 沙波特征尺度預測/91
參考文獻/94
第5章 海底沙波穩定性分析 ……………… 97
5.1 數學模型介紹/98
5.1.1 2DV Flow模型/98
5.1.2沉積物運輸和海床模擬/98
5.1.3 自由面和海床邊界條件/99
5.1.4流入和流出邊界條件/100
5.2 海底沙波發展過程穩定性分析/101
5.2.1 沙波形成流場機理/101
5.2.2 單向流下沙波的發展/101
5.2.3 穩定性分析實例——加的斯灣沙波/104
5.3 沙波影響參數分析/106
5.4 海底沙波疏浚影響/111
參考文獻/113
第6章 淺海區域海底沙波數值模擬… ···…… 115
6.1 ROMS數值模型/116
6.1.1 控制方程/116
6.1.2 邊界條件/118
6.1.3 沙波模型的建立/119
6.1.4 極端條件的影響/120
6.2 正常海況下的沙波演化/121
6.2.1 沙波的長期演變/121
6.2.2 沙床屬性對沙波演化的影響/122
6.2.3 不同月份之間的沙波變化規律/124
6.3 極端條件下的沙波演化/124
6.3.1 極端條件下四種水動力條件/125
6.3.2極端條件下沙波演化規律/125
6.4 臺風下沙波移動的經驗預測/127
6.4.1 海底沙波基本情況/127
6.4.2 經驗公式預測方法/129
6.4.3 正常海況下的沙波遷移/129
6.4.4 臺風作用下的沙波遷移/131
參考文獻/133
第7章 深水陸架區海底沙波數值模擬 ··…··…… 135
7.1 內波作用下沙波運動的數值模擬方法/136
7.1.1 控制方程/136
7.1.2 湍流模型/137
7.1.3 網格設置/139
7.1.4 內波設置參數/139
7.1.5 驗證效果/141
7.2 陸坡上內波傳播過程與沙波運動研究/143
7.2.1 內孤立波的分裂現象與極性轉換現象/143
7.2.2南海北部陸坡內孤立波淺化過程數值模擬/144
7.2.3 南海北部陸坡沙波泥沙運動研究/150
7.3基于內波引起的實測流速下的沙波數值模擬/153
7.3.1 流速分析/154
7.3.2模型設置/155
7.3.3 實測流速下不同時期沙波高程的變化/157
7.3.4實測流速下平臺樁腿處地形的變化/159參考文獻/160
第8章 海底沙波工程影響及處置措施 ·····…… 163
8.1 海底沙波的工程影響/164
8.1.1 對海底管道工程的影響/164
8.1.2海底沙波對其他工程項目的影響/168
8.2 沙波區海底管道處置方案/169
8.2.1 海底沙波地形監測/169
8.2.2 海底管道路由沙波整治措施/172
8.2.3 海底管道懸跨整治措施/173
參考文獻/175
展開全部
海底沙波形成運移及其工程影響(新時代海上工程創新技術與實踐叢書) 作者簡介
臧志鵬 博士，天津大學建筑工程學院副教授，《China Ocean Engineering》期刊青年編委、《船舶工程》等期刊編委。其主要從事海岸水動力、泥沙運動及海岸地貌演變等方面的研究，先后承擔自然基金面上項目3項、青年項目1項、自然基金重大項目子課題1項及省部級課題5項，此外還承擔了港口海岸工程、海洋工程實際應用項目15項。獲天津市科學技術進步獎三等獎1項、中國航海學會科學技術進步二等獎1項；在國內外學術刊物發表論文 60余篇；出版專著2部；授權發明專利17項，授權軟件著作權3 項。
謝波濤 中海油研究總院有限責任公司環境條件首席工程師，“中國海洋學會-海氣相互作用委員會”副主任委員、“中國海洋工程咨詢協會深海技術與工程分會”理事。其主要從事海洋工程設計標準、深水海洋動力環境條件等方面的研究，主持和參與國家高技術研究發展計劃（“863”計劃）、重點研發計劃、國家自然科學基金聯合項目及中海油集團公司科研項目等10余項；負責了全球首座10萬噸級深水半潛式生產儲油平臺“深海一號”、亞洲第一深水導管架“海基一號”、我國首個深遠海浮式風電平臺“觀瀾號”等項目環境動力參數的研究及工程應用，為我國深水海洋工程的設計、安全做出貢獻。獲優秀設計金獎3項；編制行業、企業標準10余項；發表論文40余篇。
張金鳳 天津大學建筑工程學院教授，博士生導師。其主要從事海岸動力過程與河口海岸泥沙運動機理、波浪-海床-結構物相互作用及災害性氣候數值模擬等方面的研究，首次從介觀尺度對黏性泥沙絮凝過程進行數值模擬，開辟了從細觀尺度研究黏性泥沙運動機理的新途徑，豐富了黏性泥沙輸移理論。主持和參與國家高技術研究發展計劃（“863”計劃）、重點研發計劃、國家自然科學基金聯合（重點）項目及面上項目等10余項，天津市自然科學重點基金及其他省部級和橫向科研課題多項。獲水運建設行業科技進步一等獎1項；出版1部教材；發表論文60余篇。
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