斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化

程永舟; 鲁显赫; 易蕾; 胡有川; 李小超

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

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斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化

程永舟, 鲁显赫, 易蕾, 胡有川, 李小超

文章导航 > 水科学进展 > 2016 > 27(5): 735-742

程永舟, 鲁显赫, 易蕾, 胡有川, 李小超. 斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化[J]. 水科学进展, 2016, 27(5): 735-742. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

引用本文:

程永舟, 鲁显赫, 易蕾, 胡有川, 李小超. 斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化[J]. 水科学进展, 2016, 27(5): 735-742. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

CHENG Yongzhou, LU Xianhe, YI Lei, HU Youchuan, LI Xiaochao. Sorting of sand grains around submarine pipelines under the oblique wave[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(5): 735-742. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

Citation:

CHENG Yongzhou, LU Xianhe, YI Lei, HU Youchuan, LI Xiaochao. Sorting of sand grains around submarine pipelines under the oblique wave[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(5): 735-742. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

1.
长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙 410114;
2.
水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室, 湖南长沙 410114

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（41176072；51309038）

详细信息

作者简介:
程永舟(1974-),男,湖北广水人,教授,博士,主要从事河流海岸动力学及泥沙运动方面研究。E-mail:chengyongzhou@163.com

中图分类号: TV148.5

Sorting of sand grains around submarine pipelines under the oblique wave

1.
School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410114, China;
2.
Key Laboratory of Water-Sediment Sciences and Water Disaster Prevention of Hunan Province, Changsha 410114, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.41176072;No.51309038).

摘要: 海底管线周围的不平衡输沙影响着海底管线的局部冲刷，进而影响海底管线的安全运营。基于波浪港池实验，考虑规则波的作用，采用中值粒径为0.219 mm的原型沙铺设与波浪传播方向成45°夹角的斜坡，斜坡坡度为1∶15，研究管线局部冲刷坑床沙组成变化情况。实验结果表明：与冲刷深度随时间的发展类似，冲刷宽度随时间的发展也分为初级阶段和次级阶段；管线周围床沙粗化程度最高的地方并不在管线的正下方，而在管线的后下方；周期增加，冲刷坑床沙粗化程度增大；与原始床沙相比，周期较小时，冲刷坑下方床沙细化，周期较大时则粗化，而波高对床沙扰动的影响具有不稳定性。
- 斜向波 /
- 海底管线 /
- 冲刷 /
- 床沙变化
Abstract: Non-equilibrium sediments transport near the submarine pipeline results in local scour, thus endangering the operation of the pipeline. To investigate the sorting of sand grains in local scour hole under regular wave action, an experimental study is performed in the wave basin. The 1:15 slope with prototype sand, the median diameter of which is 0.219 mm, is tested against waves coming at 45 degree. The experimental results indicate that the evolution of the scour width, as well as the scour depth, can be divided into two stages: the primary stage and the secondary stage. The highest degree of bed coarsening is found to occur behind the pipeline rather than under the pipeline; bed coarsening grows with the increase of wave period, that is, the sand in the scour hole, compared with initial sand bed, will be refined under action of the short-period wave and coarsened by the long-period wave. However, the relationship between the wave height and the perturbation of bed sediment is not significant.
- oblique wave /
- submarine pipeline /
- scour /
- sorting of sand grains

[1]	夏润亮, 李涛, 余欣, 夏军强, 张俊华. 小浪底水库“腾库迎洪”期异重流形成分析 . 水科学进展, 2020, 31(2): 184-193. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.004
[2]	王虎, 粟莉, 白玉川. 河口海岸铁板砂研究进展 . 水科学进展, 2019, 30(4): 601-612. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.04.015
[3]	薛万云, 吴时强, 吴修锋, 戴江玉, 杨倩倩, 王芳芳. 刚性植被区域床面泥沙起动特性 . 水科学进展, 2017, 28(6): 849-857. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.006
[4]	齐梅兰, 刘茜, 李金钊. 河床采沙挖槽的溯源冲刷影响规律 . 水科学进展, 2016, 27(6): 858-866. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.06.008
[5]	李志威, 李艳富, 王兆印, 胡世雄. 分汊河流江心洲洲头冲淤概化模型 . 水科学进展, 2016, 27(1): 1-10. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.01.001
[6]	徐进超, 李云, 宣国祥, 刘本芹, 金英. 船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律 . 水科学进展, 2016, 27(2): 186-195. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.003
[7]	李志威, 王兆印, 张晨笛, 余国安, 张康, 漆力健. 人工阶梯-深潭破坏案例与稳定性分析 . 水科学进展, 2015, 26(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.06.008
[8]	王虎, 刘红军, 王秀海. 考虑渗流力的海床临界冲刷机理及计算方法 . 水科学进展, 2014, 25(1): 115-121.
[9]	李志威, 王兆印, 李文哲, 张晨笛, 吕立群. 卵石沙洲发育与冲刷试验 . 水科学进展, 2014, 25(6): 797-805.
[10]	李志威, 王兆印, 赵娜, 余国安. 弯曲河流斜槽裁弯模式与发育过程 . 水科学进展, 2013, 24(2): 161-168.
[11]	陈杰, 蒋昌波, 邓斌, 隆院男. 海啸波作用下岸滩演变与床沙组成变化研究综述 . 水科学进展, 2013, 24(5): 750-758.
[12]	蒋昌波, 陈杰, 程永舟, 邓斌, 隆院男. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅱ.床沙组成变化分析 . 水科学进展, 2012, 23(6): 802-807. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1757.012
[13]	邓军, 许唯临, 刘善均, 王韦. 射流掺气对水垫塘及坑底压强影响的实验研究 . 水科学进展, 2009, 20(3): 373-378.
[14]	程永舟, 王永学, 蒋昌波, 陈纯. 浅水非线性波作用下沙纹床面底层流动特性试验研究 . 水科学进展, 2007, 18(6): 801-806.
[15]	钟德钰, 王光谦, 丁赟. 沙质河床冲刷过程中床沙级配的模拟 . 水科学进展, 2007, 18(2): 223-229.
[16]	邓军, 许唯临, 杨忠超, 曲景学. 基岩冲刷的数值模拟 . 水科学进展, 2005, 16(1): 47-51.
[17]	张春燕, 陈立, 张俊勇, 王志国. 水库下游河流再造床过程中的河岸侵蚀 . 水科学进展, 2005, 16(3): 356-360.
[18]	余明辉, 张小峰. 平面二维溃堤水流泥沙数值模拟 . 水科学进展, 2001, 12(3): 286-290.
[19]	刘金梅, 王士强, 王光谦. 河流冲刷过程中表层床沙粗化对不平衡输沙的影响 . 水科学进展, 2000, 11(3): 230-234.
[20]	何青, 万兆惠. 黄河下游限制弯曲段河道冲淤数学模型 . 水科学进展, 1994, 5(2): 119-125.

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斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

1. 长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙 410114;

2. 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室, 湖南长沙 410114

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（41176072；51309038）

作者简介:
程永舟(1974-),男,湖北广水人,教授,博士,主要从事河流海岸动力学及泥沙运动方面研究。E-mail:chengyongzhou@163.com

收稿日期: 2015-12-18
刊出日期: 2016-09-25

中图分类号: TV148.5

关键词:

斜向波 /

海底管线 /

冲刷 /

床沙变化

摘要: 海底管线周围的不平衡输沙影响着海底管线的局部冲刷，进而影响海底管线的安全运营。基于波浪港池实验，考虑规则波的作用，采用中值粒径为0.219 mm的原型沙铺设与波浪传播方向成45°夹角的斜坡，斜坡坡度为1∶15，研究管线局部冲刷坑床沙组成变化情况。实验结果表明：与冲刷深度随时间的发展类似，冲刷宽度随时间的发展也分为初级阶段和次级阶段；管线周围床沙粗化程度最高的地方并不在管线的正下方，而在管线的后下方；周期增加，冲刷坑床沙粗化程度增大；与原始床沙相比，周期较小时，冲刷坑下方床沙细化，周期较大时则粗化，而波高对床沙扰动的影响具有不稳定性。

English Abstract

Sorting of sand grains around submarine pipelines under the oblique wave

1. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410114, China;

2. Key Laboratory of Water-Sediment Sciences and Water Disaster Prevention of Hunan Province, Changsha 410114, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.41176072;No.51309038).

Received Date: 2015-12-18
Publish Date: 2016-09-25

Keywords:

Abstract: Non-equilibrium sediments transport near the submarine pipeline results in local scour, thus endangering the operation of the pipeline. To investigate the sorting of sand grains in local scour hole under regular wave action, an experimental study is performed in the wave basin. The 1:15 slope with prototype sand, the median diameter of which is 0.219 mm, is tested against waves coming at 45 degree. The experimental results indicate that the evolution of the scour width, as well as the scour depth, can be divided into two stages: the primary stage and the secondary stage. The highest degree of bed coarsening is found to occur behind the pipeline rather than under the pipeline; bed coarsening grows with the increase of wave period, that is, the sand in the scour hole, compared with initial sand bed, will be refined under action of the short-period wave and coarsened by the long-period wave. However, the relationship between the wave height and the perturbation of bed sediment is not significant.

程永舟, 鲁显赫, 易蕾, 胡有川, 李小超. 斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化[J]. 水科学进展, 2016, 27(5): 735-742. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

引用本文:

程永舟, 鲁显赫, 易蕾, 胡有川, 李小超. 斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化[J]. 水科学进展, 2016, 27(5): 735-742. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

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斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

作者简介: 程永舟(1974-),男,湖北广水人,教授,博士,主要从事河流海岸动力学及泥沙运动方面研究。E-mail:chengyongzhou@163.com

Sorting of sand grains around submarine pipelines under the oblique wave

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出版历程

斜向波作用下海底管线周围床沙组成变化

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.011

1. 长沙理工大学水利工程学院, 湖南 长沙 410114; 2. 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410114

作者简介: 程永舟(1974-),男,湖北广水人,教授,博士,主要从事河流海岸动力学及泥沙运动方面研究。E-mail:chengyongzhou@163.com

English Abstract

Sorting of sand grains around submarine pipelines under the oblique wave

1. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410114, China; 2. Key Laboratory of Water-Sediment Sciences and Water Disaster Prevention of Hunan Province, Changsha 410114, China

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作者简介:
程永舟(1974-),男,湖北广水人,教授,博士,主要从事河流海岸动力学及泥沙运动方面研究。E-mail:chengyongzhou@163.com

1. 长沙理工大学水利工程学院, 湖南长沙 410114;

2. 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室, 湖南长沙 410114

作者简介:
程永舟(1974-),男,湖北广水人,教授,博士,主要从事河流海岸动力学及泥沙运动方面研究。E-mail:chengyongzhou@163.com

1. School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410114, China;

2. Key Laboratory of Water-Sediment Sciences and Water Disaster Prevention of Hunan Province, Changsha 410114, China