楊 華，李 蓓，吳明陽，趙洪波，左書華

（交通部天津水運工程科學(xué)研究所工程泥沙交通行業(yè)重點實驗室，天津300456）

洋山深水港是建設(shè)上海國際航運中心的重要戰(zhàn)略決策和部署。自1998年以來，作者參與了上海國際航運中心洋山深水港區(qū)建設(shè)中有關(guān)泥沙問題的研究工作，通過現(xiàn)場水文觀測、遙感、泥沙水力特性實驗、數(shù)學(xué)模型和物理模型等研究手段，對洋山深水港泥沙問題進行了深入的研究。本文根據(jù)1998年以來洋山深水港的泥沙問題研究資料，全面綜述了研究工作中所采用的方法和手段，歸納總結(jié)了洋山深水港區(qū)泥沙問題研究的科研成果及其創(chuàng)新點，并對研究成果的科學(xué)性作出評述。

1 研究手段

1.1 現(xiàn)場水文、底質(zhì)勘測和水深測量［1-7］

2000年以來，先后對洋山海域進行了十多次水文泥沙、底質(zhì)取樣和水深測量工作。水文泥沙測驗使用的儀器設(shè)備主要包括3類：（1）測點垂線分層流速及流向測量采用傳統(tǒng)的海流計，含沙量采用取樣過濾法；（2）聲學(xué)多普勒流速儀和超高濃度濁度儀，主要采用自容式觀測大風(fēng)浪天氣和長時期狀況下底部水流和含沙量分布情況；（3）走航式流速、流向和含沙量的測量采用聲學(xué)多普勒流速剖面儀ADCP，底質(zhì)取樣采用蚌式取樣器和震蕩式柱狀取樣器。水深測量主要采用雙頻測深儀。洋山深水港外業(yè)勘測是研究工作的基礎(chǔ)，外業(yè)測量設(shè)備結(jié)合了傳統(tǒng)測量儀器和近年發(fā)展起來測量儀器，勘測規(guī)模和投入經(jīng)費巨大。

1.2 泥沙水力特性實驗研究［8］

泥沙水力特性包括泥沙的沉降、起動、懸揚、止懸和止動等，是泥沙研究中最基本的參數(shù)。洋山深水港泥沙水力特性實驗在波浪水流槽和目前國內(nèi)最大的環(huán)形水流槽中進行，環(huán)形水流槽可模擬無限長的均勻水流運動，是進行細顆粒泥沙起動和動水沉降實驗的最理想設(shè)備。分別對洋山港港區(qū)懸沙、航道和港池底沙3個沙樣進行了實驗，實驗資料表明，當(dāng)流速逐漸增大，起動含沙量增大至10%左右，平均底流速值約為45 cm/s時，底沙開始起動；當(dāng)起動含沙量增大至50%左右，平均底流速值約為57 cm/s時，懸沙大多能維持懸浮狀態(tài)。當(dāng)流速逐漸減小時，挾沙水體中的泥沙將隨著水流的挾沙能力減弱而逐漸沉降，但由于粘性細顆粒泥沙沉降速度較慢，水體含沙量與初始含沙量比值并沒有隨著流速的減小而迅速減小，其減小的幅度相對較緩，且無明顯轉(zhuǎn)折點。對于同一水流條件和初始含沙量，泥沙在沉降過程中，粗顆粒先行下沉，其沉降速度遠大于細顆粒泥沙沉降速度，沉降速度隨著沉降量的增大而明顯減小，30%的沉降量對應(yīng)的沉降速度約為100%沉降量的3倍。實驗結(jié)果表明，細顆粒泥沙在水中懸浮時間較長，近底層泥沙即使落淤下來，未經(jīng)密實，又被接踵而來的水流掀起，造成泥沙難于落淤而隨潮反復(fù)搬運，這是本區(qū)形成高含沙水體的原因之一。

1.3 懸浮泥沙遙感圖片分析［9］

衛(wèi)星遙感技術(shù)是宏觀調(diào)查的良好手段，其優(yōu)勢在于能進行大面積同步觀測，并能對同一海區(qū)進行周期性重復(fù)觀測，前者為了解空間變化復(fù)雜的海區(qū)瞬時懸沙分布狀況提供了真實的紀錄，后者則為研究海區(qū)懸沙分布的時間變化及其風(fēng)、浪、流等動力條件的關(guān)系提供了必要的條件。

為從宏觀了解洋山港海域懸沙分布規(guī)律及運動趨勢以及杭州灣、長江口泥沙運動對洋山港的影響，選取1996年以來美國陸地衛(wèi)星Landsat-5 TM多時相遙感圖像多幅（包括漲潮、落潮和春夏秋冬不同季節(jié)）作為研究依據(jù)。

1.4 數(shù)學(xué)模型［10-11］

采用東中國海、長江口和杭州灣整體海區(qū)三層嵌套的方法，建立了洋山港工程海域二維潮流、泥沙及海床沖淤數(shù)學(xué)模型，對工程海區(qū)潮流和地形沖淤變化進行計算；并聯(lián)合應(yīng)用美國夏威夷大學(xué)CFMS中颶風(fēng)模型、全球潮汐模型、第三代深海波浪模型、第三代近岸波浪SWAN模型、潮汐風(fēng)暴潮模型以及海岸河口多功能數(shù)學(xué)模型軟件包TK-2D，對洋山工程海區(qū)臺風(fēng)作用下的驟淤進行了數(shù)學(xué)模擬研究。

洋山港區(qū)工程局部水域數(shù)值模型的范圍包括整個崎嶇列島，計算域南北寬33 km，東西長56 km，面積約1 848 km2。該數(shù)模根據(jù)平面二維潮流基本方程，采用任意三角形有限差分法進行計算，局部工程海區(qū)網(wǎng)格大小按技術(shù)要求加密，利用計算域內(nèi)諸多臺站的實測資料進行驗證，工程邊界條件考慮了碼頭樁群的作用，計算成果采用動態(tài)顯示方式，直觀逼真。對洋山港區(qū)總體規(guī)劃方案、北港區(qū)規(guī)劃方案及一、二期工程港區(qū)和航道建設(shè)方案，從潮位、流速、潮量的變化以及地形的變化等方面論證各方案的優(yōu)劣，在定量計算的基礎(chǔ)上，為工程的定性分析取得了良好的結(jié)論。利用強臺風(fēng)“韋帕”（2007年13號臺風(fēng)）的資料及區(qū)域內(nèi)風(fēng)、浪、氣壓、水文、泥沙等相關(guān)資料，系統(tǒng)模擬預(yù)報了洋山港附近海區(qū)的臺風(fēng)浪及泥沙驟淤情況。

在工程局部水域數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，建立了泥灰礁及附近水域三維潮流數(shù)值模型，通過潮流數(shù)值模擬計算，研究小巖礁—大洋山間航道水流狀況及泥灰礁炸除對航道水流的影響，補充了二維數(shù)學(xué)模型難以反映的局部影響。

洋山港數(shù)學(xué)模型采取大、小計算域嵌套方式，從大范圍計算域入手，避免了工程局部模型邊界條件的任意假定，使計算結(jié)果更符合實際情況。同時二維數(shù)模為物理模型的四周開邊界提供了邊界條件，對物理模型的建立和調(diào)試發(fā)揮了重要作用。

1.5 物理模型試驗研究［12-17］

交通部天津水運工程科學(xué)研究院在洋山港前后做了2個物理模型，1999年在長86 m、寬36 m的河口廳制作了第一個洋山港區(qū)整體物理模型，模型水平比尺λL=850，垂直比尺λh=135。2004年在長95 m、寬45 m新試驗廳制作了第二個洋山港區(qū)整體物理模型，模型水平比尺λL=600，垂直比尺λh=100。模型均采用潮流動床泥沙模型，模型沙為煤粉，模型東、西兩側(cè)采用翻板尾門進行生潮控制，南、北兩側(cè)通過可逆泵調(diào)節(jié)進出水量，進出水量的變化由數(shù)學(xué)模型提供，采用四面開邊界復(fù)演洋山海域的潮汐運動。模型按照不同時期水下地形和水文測驗資料進行制作和驗證，較好地預(yù)測了不同方案下港區(qū)潮流和泥沙淤積情況。洋山港物理模型四面開邊界，與數(shù)學(xué)模型采用相互驗證、互為結(jié)合的方式，構(gòu)成一個非耦合的復(fù)合模型系統(tǒng)，目前在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

2 主要研究成果

2.1 洋山海區(qū)泥沙運動機理［18-20］

以現(xiàn)場資料為基礎(chǔ)，根據(jù)室內(nèi)實驗成果和理論分析，解析了洋山港海域的海床性質(zhì)、泥沙運移形態(tài)以及泥沙沖淤機理。洋山港海域為淤泥質(zhì)海床，泥沙運動形態(tài)以懸移質(zhì)為主，含沙量垂線分布差異不大。泥沙的沖淤除與背景含沙量有關(guān)外，主要與本地泥沙的再懸浮、搬運及沉積有關(guān)。水體中的粗顆粒泥沙、底部懸沙以及憩流附近時刻水體中的懸浮絮凝團是造成海床淤積的有效沙源。洋山港海域的泥沙運動及海床變化與其水流動力條件相適應(yīng)，潮流的強弱在一定程度上決定了海床的沖淤變化，潮流對泥沙具有起懸和搬運雙重作用。因此把握該海域的潮流動力變化對于研究其海床的沖淤變化至關(guān)重要，水流強弱是港口建成后水深維護的關(guān)鍵。在對泥沙運動機理認識的基礎(chǔ)上，提出了建設(shè)深水大港的基本原則：封堵汊道，平順?biāo)?，安全靠泊，減小淤積。

2.2 長江口下泄泥沙擴散對杭州灣及洋山港區(qū)的影響［9］

大量的遙感圖片反映出，長江口下泄泥沙經(jīng)常與杭州灣懸浮泥沙連成一體，表明長江口泥沙進入杭州灣的現(xiàn)象是存在的。長江口下泄泥沙進入杭州灣有2種形式：一種是夏季洪水季節(jié)，長江口高含沙水體沿杭州灣北側(cè)進入杭州灣，懸沙濃度較高，但對大、小洋山一般不產(chǎn)生直接影響，而是通過杭州灣漲落潮水流運動，影響大、小洋山海區(qū)；長江口泥沙進入杭州灣的另外一種方式是在冬季，長江口外泄的泥沙隨潮流的擴散有時直接影響到大、小洋山海域，但含沙量低于夏季洪水時，不會成為洋山港區(qū)局部高含沙形成的直接原因。

杭州灣大多數(shù)時間懸沙濃度較高。杭州灣北側(cè)的高含沙現(xiàn)象除與長江口泥沙運動有一定關(guān)系外，另一個主要的原因是杭州灣漲、落潮流速較大，海底泥沙易被掀揚，憩流期沉積到底部的泥沙被水流再懸揚或細顆粒泥沙來不及完全沉降就被水流掀揚輸送。所以，就長江口對杭州灣與洋山港區(qū)的影響而言，其長期影響主要在于，夏季洪水期長江口高含沙運動或冬季余流輸送泥沙，為杭州灣提供豐富的懸浮泥沙沙源。

2.3 杭州灣泥沙運動與洋山港的關(guān)系［9］

杭州灣水域總體上來說含沙量較高。杭州灣內(nèi)的高含沙水域為灣內(nèi)中部和洋山深水港區(qū)西側(cè)，洋山深水港區(qū)有時也包絡(luò)在內(nèi)。因而洋山深水港工程海域含沙場的變化主要受控于杭州灣高含沙場的變化。杭州灣內(nèi)高含沙場分布的另一個特征是，灣口大量島嶼附近都表現(xiàn)出由島嶼效應(yīng)引起的局部高含沙特性，島嶼周圍含沙量明顯高于附近海域含沙量，除了主要研究的崎嶇列島外，其他島嶼如岱山島、衢山島等都有此特性?？梢哉f島嶼效應(yīng)引起的局部高含沙是杭州灣島嶼群的共性。

從洋山深水港區(qū)海域的懸沙分布看，在多數(shù)情況下，洋山深水港區(qū)海域都顯示局部高含沙現(xiàn)象，而且高含沙區(qū)往往分別沿大、小洋山島鏈方向。這種高含沙現(xiàn)象主要是由潮流經(jīng)過島嶼時掀起島嶼周圍淺灘泥沙所致。另外，杭州灣漲落潮水流攜帶高濃度泥沙經(jīng)過崎嶇列島時，水流圍繞島嶼形成復(fù)雜回流區(qū)也可能造成局部高含沙區(qū)。衛(wèi)星圖片顯示，大小洋山海域經(jīng)常出現(xiàn)周圍海域含沙量較低，而洋山港局部含沙量較高的現(xiàn)象。因此，洋山港局部含沙量較高的原因一方面源于杭州灣大的泥沙環(huán)境，同時局部島嶼效應(yīng)引起水流流態(tài)的改變，島嶼間的潮汐通道內(nèi)流速的增大，島嶼周圍沖刷與背流面的回流效應(yīng)等也是引起島嶼周圍高濃度泥沙的主要原因。

2.4 洋山深水港遠期規(guī)劃方案的研究［12］

早期洋山深水港遠期總體規(guī)劃方案主要圍繞著單通道和雙通道2種不同布置方案開展優(yōu)化和比選。改善港內(nèi)水流強度及流態(tài)、控制窄口段水流強度變化是試驗研究的重點，經(jīng)多組試驗成果分析，推薦單通道方案作為洋山港遠期總體規(guī)劃方案。單通道方案又進一步分為西口寬度分別為4.2 km、3.5 km的窄口門方案和西口寬度分別為5.8 km、5.0 km的寬口門方案，窄口門方案提高了西口流速，使窄口以西港內(nèi)流速基本維持在天然條件下的1.15倍，可改善西口港區(qū)水深條件；而小巖礁窄口地區(qū)的流速維持在天然條件下的1.05倍左右，增幅較小，對船舶航行有利，但該方案在大洋山西港區(qū)南岸局部水域內(nèi)，落潮時存在一定范圍的回流區(qū)，且過大地改變了潮汐通道的進出總潮量；寬口方案改變通道潮量相對較小，且工程后仍能滿足航運的要求，港區(qū)西口流速雖有所降低，但降低幅度有限，基本維持天然狀態(tài)的0.95倍，其通道內(nèi)的自然水深不會有大的變化，碼頭岸線可采用深水深用、淺水淺用的原則充分利用。從總體發(fā)展上比較，寬口門方案充分利用了洋山島水域的水深條件，順其自然，并可根據(jù)不同階段港口發(fā)展情況及水流自然變化因勢利導(dǎo)，合理調(diào)整。從水流泥沙條件上分析，西口寬度在5.0 km左右比較合適。

近期在北港區(qū)汊道方案的基礎(chǔ)上，對大洋山一側(cè)南港區(qū)規(guī)劃方案進行了初步研究，根據(jù)潮流模型試驗的初步成果，遠景規(guī)劃方案可采用南北雙汊道規(guī)劃方案，即保留顆珠山汊道和大山塘—雙連山汊道，在大、小洋山島鏈間，形成對稱形的雙汊道布置形式。南北雙汊道規(guī)劃方案結(jié)合了在建北港區(qū)新的邊界條件，充分地利用南北雙汊道的潮動力，代替單通道縮窄西口的作用，能維護海域目前出現(xiàn)的南淤北沖格局。既能保證北港區(qū)、西港區(qū)的水深維護，又符合大洋山港區(qū)遠景規(guī)劃。

2.5 洋山深水港北港區(qū)總體規(guī)劃方案研究［12，21］

洋山深水港北港區(qū)總體規(guī)劃方案主要圍繞西部港區(qū)規(guī)劃大通道方案和小烏龜—顆珠山汊道方案進行優(yōu)化比選。大通道方案水流平順，一、二期漲、落潮平均流速略有增強，小烏龜—顆珠山岸段水流強度降低較多。大通道方案將改變目前通道內(nèi)“南淤北沖”的良好格局，通道西部將會出現(xiàn)大范圍淤積。根據(jù)泥沙模型3年地形變化的預(yù)測，整個通道水域連續(xù)3年累計淤積總量分別為1 341萬m3、1 953萬m3和2 513萬m3，呈逐年遞增的趨勢，其中淤積最強的區(qū)域主要集中在通道西北部，鄰近西港區(qū)，3年累計淤積厚度平均達0.86 m。不僅增大西港區(qū)開挖水深比，在波浪潮流作用下，增加西港區(qū)的淤積量，影響西港區(qū)水深的維護，而且這個淤積體可能會進一步帶來通道內(nèi)漲落潮水流的變化，進而影響東部港區(qū)。

汊道方案小烏龜—顆珠山港區(qū)漲、落潮水流流態(tài)平順，并保持一定水流強度，汊道內(nèi)水流基本平順，通道內(nèi)流速變化不大，二期港區(qū)漲、落潮平均流速約有5%的減弱，一期約有2%的減弱。保留顆珠山汊道基本可以維持目前通道內(nèi)地形及漲落潮水流條件，東部港區(qū)繼續(xù)保持目前水平，西部港區(qū)西部繼續(xù)處于微沖狀態(tài)，這種地形的沖淤變化已經(jīng)由2005～2010年的實踐證明。根據(jù)泥沙模型3年地形變化的預(yù)測，整個通道水域汊道方案3年累計淤積160萬m3，累計淤積厚度0.06 m。經(jīng)綜合比較認為汊道方案較為穩(wěn)妥。

2.6 洋山深水港一、二期工程和中港區(qū)建設(shè)方案研究［12，22］

洋山深水港一、二期工程和中港區(qū)建設(shè)方案的研究主要是鑊蓋塘—小巖礁岸線的優(yōu)化，岸線有3種走向，均起自一期碼頭東端，分別為125.5°與小巖礁相連；120°連至大、小巖礁之間；117°與大巖礁相連。碼頭分3種布置形式，即滿堂式、棧橋式、長棧橋式，駁岸前沿距碼頭前沿分別為65 m、140 m、200 m。小巖礁治理工程分3類，即保留現(xiàn)狀、削角和全部炸除，后2種均按1：1坡度炸至-18 m。小巖礁—中門堂岸段分2種布置形式，即自然狀態(tài)和建堤。

試驗結(jié)果表明，碼頭3種建設(shè)型式對各港區(qū)水流強度基本沒有影響，但從流態(tài)角度來看，滿堂式流態(tài)相對優(yōu)于棧橋式。采用小巖礁—中門堂建堤工程措施，不僅對改善小巖礁附近水流流態(tài)起到一定作用，而且對小巖礁以西各工程港區(qū)水流都有所增強，同時是LNG碼頭所選岸段，工程量不大，故認為小巖礁—中門堂建堤勢在必行。從原型水流強度分布來看，鑊蓋塘—小巖礁岸段水流強度較一、二期港區(qū)漲潮小約18%，落潮小約12%。不同岸線走向方案實施后，漲潮水流強度有所增加，落潮水流強度有所減小，但總體上仍小于一、二期港區(qū)；測點瞬時最大流速，碼頭前沿為1.62 m/s，港池為1.84 m/s，仍小于一、二期港區(qū)。綜合考慮認為，125.5°岸線，保留小巖礁、小巖礁—西門堂建堤為可行方案。該方案駁岸全長2 600 m，漲潮回流范圍約500 m，即使放棄此段岸線，尚有2 km岸線可以利用。125.5°岸線，小巖礁削角、小巖礁—西門堂建堤為相對較好方案。117°炸礁方案最為理想。

泥沙試驗結(jié)果表明，125.5°岸線、小巖礁削角和小巖礁—西門堂建堤方案實施后，一期港區(qū)年平均淤強在0.56～0.66 m，平均約為0.60 m，年淤積量平均為76萬m3；二期工程港池年平均淤強2.1 m，淤積總量約235萬m3。與現(xiàn)港區(qū)維護量基本相當(dāng)。中港區(qū)基本不需要維護。

2.7 洋山深水港深水航道和挖入式港池的研究［12，23］

在中港區(qū)東側(cè)由小巖礁—大巖礁—大指頭島—西門堂諸島圍成1個挖入式工作船港池，簡稱東港池，主要滿足中、小型船舶靠泊的需求，水域面積約90萬m2，平均水深7.6 m。其中泊地及錨地水域面積56萬m2，占總面積62%，自然水深-9.2 m，設(shè)計維護水深-5.5 m。港池內(nèi)流態(tài)相當(dāng)紊亂，大部分水域出現(xiàn)回流，在口門處水流往復(fù)振蕩，與口門外水流交換時有發(fā)生。港池淤積原因主要是漲潮流挾沙落淤，其次是港池內(nèi)外水量交換增大進沙量，港池內(nèi)水流強度較弱和流態(tài)紊亂，增大了泥沙的落淤率。物模泥沙試驗顯示，東港池按維護水深投產(chǎn)后年淤強2.8 m，年維護挖泥量高達250萬m3。與實測結(jié)果基本一致。表明在高含沙量、中等潮差為特征的水域，無論是建設(shè)深水還是淺水港池，不宜采用挖入式布置方式。

洋山深水港進港航道，虎嘯蛇島—小衢山海域約有8.9 km航道需疏浚挖槽予以貫通。該航道航線順直、轉(zhuǎn)向點少且人工疏浚與水流主流向交角較小，是進出洋山港綜合條件最優(yōu)的進港航道。泥沙試驗結(jié)果表明，航道浚深至-16.0 m水深后，全航道年平均淤強為0.64 m，最大淤積強度為0.85 m，與實際基本相符。

2.8 理論研究的創(chuàng)新［18，24］

（1）海床沖淤演變預(yù)測公式。

洋山海域潮流泥沙運動規(guī)律十分復(fù)雜，通過對洋山港區(qū)海域泥沙來源、動力條件的調(diào)查與室內(nèi)水流作用下泥沙起動、沉降與輸移規(guī)律的試驗，以及含沙水體的平面與垂向分布規(guī)律與水流強度的對應(yīng)關(guān)系等研究，采用現(xiàn)場勘測、理論分析、數(shù)模計算與物模試驗等多種手段，提出了適用于洋山港區(qū)流急、水深和高含沙條件下的平衡含沙量公式，利用平衡含沙量和平衡水深，創(chuàng)建了適合于洋山深水港區(qū)水動力環(huán)境下的海床沖淤演變預(yù)測公式以及逐年沖淤計算公式，可以正確地預(yù)報由工程產(chǎn)生的水流變化而引起的附近水域地形變化，為工程設(shè)計、科研提供決策依據(jù)。利用該成果，預(yù)報了一、二、三期工程封堵汊道后，大、小洋山通道內(nèi)的海床沖淤分布，與現(xiàn)場實測資料結(jié)果基本一致。海床沖淤演變預(yù)測公式為

式中：Δ為沖淤厚度，“+”為淤，“-”為沖；u1、u2為工程前、后流速，m/s；h1為工程前水深，m。

（2）順岸式港池淤積計算方法。

利用港池水流歸槽下槽內(nèi)的流速變化規(guī)律和平衡含沙量理論，提出了適合于洋山深水港區(qū)水動力環(huán)境下的順岸式港池淤積計算公式。預(yù)測與實測比較表明，所創(chuàng)建的淤積計算方法能夠較好地預(yù)報順岸式港池的淤強、淤積量。順岸式港池淤積預(yù)報公式納入新的《海港水文規(guī)范》中。公式形式為

式中：β＝m（1-2n）為落淤綜合指數(shù)，m為平衡含沙量指數(shù)，n為水流歸槽指數(shù)，與港池長寬比有關(guān)；Δt為計算時段的淤積厚度，m；α為泥沙沉降機率；γc為淤積土干容重，kg/m3；h1、h2分別為工程前、后水深，m；ω為泥沙沉降速度，m/s；S為含沙量，kg/m3；t為計算時段，s。

3 結(jié)語

洋山深水港區(qū)處于高含沙、高水流多通道的島鏈之間，水流流態(tài)復(fù)雜，水下地形存在季節(jié)性變化，流態(tài)復(fù)雜，泥沙運動形式在國內(nèi)外無相似的港口工程可借鑒，為建港工程的泥沙研究帶來較大困難。本項研究以現(xiàn)場觀測資料和泥沙環(huán)境條件分析為基礎(chǔ)，采用理論分析、物理模型、數(shù)學(xué)模型、遙感圖片分析、泥沙基本特性研究等綜合研究手段，在研究的過程中采用了一些新儀器、新設(shè)備和新方法，使交通部天津水運工程科研院的泥沙研究工作提高到一個新水平。在現(xiàn)場觀測方面，采用聲學(xué)多普勒流速剖面儀和超高濃度濁度儀，可觀測到大風(fēng)浪天氣下的水文泥沙情況，獲得了人工觀測無法得到的寶貴資料；在遙感技術(shù)方面，不斷改進原遙感模型及分析技術(shù)，建立和完善了泥沙含沙量遙感定量分析模式；在數(shù)學(xué)模型方面，進一步開發(fā)和完善了網(wǎng)格自動生成、動邊界模擬、嵌套邊界控制和可視化仿真技術(shù)；在物理模型方面，開發(fā)研制了穩(wěn)定的模型自動控制及試驗數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，以數(shù)學(xué)模型提供的邊界條件為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了四面開邊界的模型控制，與數(shù)學(xué)模型相互驗證、互為結(jié)合，構(gòu)成一個非耦合的復(fù)合模型系統(tǒng)。在理論研究方面，基于平衡含沙量理論，創(chuàng)新性地提出了海床沖淤演變預(yù)測公式和順岸式港池淤積預(yù)報公式，為洋山港海床演變分析和港池泥沙淤積預(yù)測提供了新的手段。本項目研究成果總體上達到國際領(lǐng)先水平。

［1］吳明陽，閆新興，李蓓.洋山港區(qū)一期工程港池水域水文泥沙測驗分析報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2000.

［2］吳明陽，閆新興，劉國亭.上海國際航運中心洋山深水港區(qū)2003年度水文泥沙測驗分析報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2003.

［3］左書華，楊華.上海國際航運中心洋山深水港區(qū)工程海域潮流泥沙及海床地形動態(tài)監(jiān)測分析研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2004.

［4］吳明陽，閆新興，劉國亭.上海國際航運中心洋山深水港區(qū)三期工程水域全潮水文測驗分析報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2004.

［5］吳明陽，閆新興，劉國亭.上海國際航運中心洋山深水港區(qū)工程水域全潮水文測驗分析報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2008.

［6］劉國亭，許家?guī)?上海洋山港區(qū)水文泥沙特征分析［J］.水道港口，2003（3）：141-146.LIU G T，XU J S.Analysis on Hydrological and Sediment Characteristics in Shanghai Yangshan Deepwater Harbor Area［J］.Journal of Waterway and Harbor，2003（3）：141-146.

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［10］李蓓，張征，左書華.洋山深水港區(qū)波浪潮流泥沙及臺風(fēng)浪驟淤數(shù)學(xué)模型研究報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2009.

［11］李蓓，張征.上海洋山港區(qū)一期工程潮流數(shù)學(xué)模型研究及泥沙分析研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2002.

［12］吳明陽，楊華，劉國亭.洋山深水港建設(shè)及規(guī)劃方案研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2009.

［13］吳明陽，許家?guī)洠瑒?洋山港北港區(qū)及一期工程平面布置優(yōu)化潮汐水流物理模型試驗研究報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2000.

［14］楊華，吳以喜，吳明陽.上海國際航運中心洋山港區(qū)定床泥沙模型試驗研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2001.

［15］吳明陽，劉國亭.上海國際航運中心洋山港區(qū)總體布局規(guī)劃優(yōu)化方案潮流物理模型試驗研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2003.

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［17］吳明陽，劉國亭.洋山深水港區(qū)三期工程鑊蓋塘-小巖礁岸線潮流物理模型試驗研究報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2004.

［18］趙洪波，曹祖德，肖輝.島群海域泥沙淤積機理和泥沙淤積預(yù)測［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2009.

［19］蔣雎耀，吳明陽.上海國際航運中心洋山港港區(qū)水文地形特性與建設(shè)方案選擇標(biāo)準的分析研究［J］.水道港口，2000（3）：1-6.JIANG J Y，WU M Y.Analysis of Hydrographic and Morphological Characteristics and Selection Standard of Construction Design of Yangshan Harbor Area of Shanghai International Shipping Center［J］.Journal of Waterway and Harbor，2000（3）：1-6.

［20］吳明陽，馮玉林.上海洋山深水港區(qū)海域的泥沙環(huán)境特征［C］//朱德祥，魯傳敬，周連第，等.第七屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第十九屆全國水動力學(xué)研討會文集.上海：《水動力學(xué)研究與進展》雜志社，2005.

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［22］楊華，吳以喜，吳明陽.上海國際航運中心洋山港區(qū)一期工程泥沙研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，1999.

［23］楊華，左書華，蔡嘉熙.島群海域港口選址及建筑物布置基本原則研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2009.

［24］楊華，左書華，趙洪波.島群中建港水動力關(guān)鍵技術(shù)問題研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2009.