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“极端条件下的海堤破坏机制及生态防护关键技术研究”项目成果获2021年度海洋工程科学技术奖
发布人: 港航院     发布时间: 2022-07-20     访问次数: 12

近日,我院教师潘毅教授主持完成的“极端条件下的海堤破坏机制及生态防护关键技术研究”项目成果获得2021年度海洋工程科学技术奖二等奖。该项目由河海大学牵头,合作单位包括浙江省水利河口研究院、同济大学和广西大学,主要完成人为潘毅、谭慧明、邵杰、许英姿、袁赛瑜、董伟良、匡翠萍、陈永平、王义刚。

项目组历时近十年,围绕极端条件下的海浪越堤水动力特征和加筋生态护坡的抗水力侵蚀机制的科学问题,研发了高速、强紊越堤水体的大比尺模拟和量测成套技术,开展了大型全比尺海堤越浪试验和降比尺加筋生态护坡水力侵蚀试验,探讨了极端条件越堤水动力—加筋生态护坡抗侵蚀机制—坡面侵蚀和溃堤机制,取得了以下主要创新成果:

1)首次建立了大型全比尺海堤波浪溢流物理模型,阐明了极端风暴潮条件下越浪与溢流联合作用引起超强破坏力的主要动力机制;发现了波浪溢流和稳定溢流流量比的拐点,划分了越浪主导和溢流主导的波浪溢流(图1),显著提高了波浪溢流越堤流量的估算精度;提出了极端条件下波浪溢流的科学定义,完善了越浪理论。

2)发现了加筋生态护坡水力侵蚀的侵蚀上限现象(图2),指出了侵蚀上限的数值对容许流速的确定有重要意义;厘清了加筋引起的生态护坡抗剪强度增量与含根量、含筋量之间的关系,提出了特定边坡中最佳根系长度的计算方法;系统阐述了加筋生态护坡对极端越堤水流的抵御机制,丰富了生态海堤的理论体系。

3)定义了颗粒侵蚀块侵蚀两种坡面侵蚀机制,解释了现有溃堤理论中初始侵蚀位置和关键控制因子的差异,建立了海堤内坡侵蚀溃堤的机理模型;提出了反映生态加筋网抗侵蚀效应的解析方程,研发了考虑加筋生态护坡的海堤溃堤数学模型,构建了适于工程应用的加筋生态护坡防护下海堤的溃堤判定方法。

相关研究成果已在山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南等沿海地区的海堤加固工程进行了推广应用(图3),取得了显著的社会、经济效益。

1 波浪溢流特性剖析

2 加筋生态护坡“侵蚀上限”现象

  

3 新型生态护坡的工程应用:水土保护毯应用于福州市乌龙江入海口海堤(左),生态混凝土应用于厦门市海堤(右)

 

奖励公告:http://www.caoe.org.cn/nr/cont.aspx?itemid=209&id=3450


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