本文的研究是以我國蓬勃發(fā)展的海洋石油建設(shè)事業(yè)為背景的。 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)能源迫切的需求,導(dǎo)致沿海大陸架石油和天然氣資源的開發(fā)大幅增加。海底管道作為一種從近岸平臺(tái)向陸地輸送油氣的載體,由于其輸送連續(xù)、管理方便等優(yōu)點(diǎn),在海洋工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但是,海底管道所處的海洋環(huán)境非常復(fù)雜,尤其是波浪和潮流作用下造成在海底的懸跨,失去穩(wěn)定性,引發(fā)斷裂等破壞事故,對(duì)海上原油的安全開采和環(huán)境保護(hù)帶來了極大的威脅和挑戰(zhàn)。 作者認(rèn)為,管線懸跨的成因,固然由包括局部沖刷、施工工藝在內(nèi)的多方面因素造成,但究其根本,實(shí)質(zhì)上是由大范圍內(nèi)的近岸海底沙波運(yùn)動(dòng)造成的�，F(xiàn)階段的海底沙波研究,仍限于建立在實(shí)測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上局部區(qū)域的探討。海洋工程的實(shí)施,需要通過建立數(shù)學(xué)模型,對(duì)更大范圍海域的沙波運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探索,本文的研究工作正是由此展開。 文中首先對(duì)研究相關(guān)的潮汐、波浪及泥沙運(yùn)動(dòng)理論進(jìn)行了闡述,而后對(duì)沙波的成因、形態(tài)以及運(yùn)移機(jī)制進(jìn)行了探討。以此為基礎(chǔ),本文建立了南海北部海域的數(shù)學(xué)模型,對(duì)較大范圍內(nèi)的沙波形態(tài)及其運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算。成果表明計(jì)算區(qū)域海底沙波在正常水流條件下遷移速率相對(duì)較小,可視為比較穩(wěn)定的地貌類型,對(duì)該海域海底工程的順利實(shí)施提供了理論依據(jù)。此外,文中指出,雖然概率較低,但在出現(xiàn)的暴風(fēng)浪的情況下,將會(huì)導(dǎo)致沙波在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大位移。因此,對(duì)工程區(qū)域風(fēng)暴的觀測和預(yù)報(bào)是必要的。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：P737.2
【部分圖文】：

本文認(rèn)為管線懸跨的成因，固然由包括局部沖刷、施工工藝在內(nèi)的多方面作用造成，但究其根本，實(shí)質(zhì)上是由大范圍內(nèi)的近岸海底沙波運(yùn)動(dòng)造成的。沙波的移動(dòng)，造成管線局部墊高或降低是導(dǎo)致懸跨的主因(見圖1-1)。海底沙波是一種發(fā)育在海底床面上的一種常見的特征形態(tài)，一般分布在許多現(xiàn)代潮汐陸架，尤其是在波、流聯(lián)合作用下的近岸海底床面上。沙波一般被作為海底床面沉積物為適應(yīng)水流剪切作用而產(chǎn)生變形、從而使床面發(fā)生規(guī)則變化的特征形態(tài)，因而代表了典型的沉積物——流體系統(tǒng)的相互調(diào)整性質(zhì)。長期以來，海底沙波一直被作為石油、天然氣的良好儲(chǔ)集場所，因而有關(guān)其形態(tài)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律等研究內(nèi)容和研究方法受到普遍重視。

圖 2-1 我國沿海潮汐類型分布潮力球表面任何地方的水質(zhì)點(diǎn)均受到地心引力。除在地球兩極以外，自轉(zhuǎn)產(chǎn)生慣性離心力。這兩個(gè)力的矢量和決定海洋表面的外形，。所以在討論引潮力時(shí)，這兩個(gè)力均可忽略不計(jì)，并可假定地球潮力來自地球以外的天體，但除太陽和月球外，其他天體的引潮。地球和月球繞太陽公轉(zhuǎn)可視為地、月公共質(zhì)心繞太陽的運(yùn)動(dòng)，公轉(zhuǎn)可視為地、月兩者公共質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)。暫時(shí)不考慮前項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的引潮力。地球到月球中心的平均距離為c，地球的平均半徑為a ，則 c = 的質(zhì)量為E ，月球的質(zhì)量為M 。地球和月球的公共質(zhì)心至地球073a，即在地球內(nèi)部。球單位質(zhì)量因地球月運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性離心力212f4 r/Tu= π

5.1 沙波概述沙波是一種垂直于主水流方向的丘狀底形，是底流與底質(zhì)界面相互作用的產(chǎn)物(圖5-1)。由于海洋水動(dòng)力條件的復(fù)雜多變，到目前為止，關(guān)于海底沙波穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)和預(yù)測方法仍沒有形成完善而成熟的理論。圖5-1 海底沙波圖片及示意圖我國沿海陸架區(qū)域均有大型沙波發(fā)育，但近年來對(duì)其研究主要側(cè)重于沉積地質(zhì)學(xué)內(nèi)容，而對(duì)沙波穩(wěn)定性的研究是附帶和定性的，即根據(jù)海底形態(tài)實(shí)測圖譜上沙波的對(duì)稱性和坡度，定性推測沙波的穩(wěn)定性；夏東興(2001)[55]、馮文科(1994)[56]分別對(duì)南海北部陸架沙波和海南東方岸外沙波的遷移進(jìn)行了定量研究。國內(nèi)也有人用不同時(shí)間海圖對(duì)比、遙感照片對(duì)比的方法來研究沙波的移動(dòng)變化，但總體來說研究水平和方法相對(duì)較低。而國外對(duì)海底沙波穩(wěn)定性的研究技術(shù)水平相對(duì)較高，研究手段也較為多樣，除了在沙波不對(duì)稱剖面上的定性推測以外，還在野外通過定點(diǎn)錨泊定位系統(tǒng)(Berne，1993；Harris
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本文編號(hào)：2856719