丹麦汉斯霍尔姆港是一家主要的渔业和商业港口。作为具有有限空间的繁忙端口,增加流量所需的港口大小增加。然而,港口完全暴露在北海的大波浪中 - 设计显着波浪高度接近8米。为了继续扩展计划,需要一种成本效益和安全的防水设计。此外,还需要在端口内的波浪干扰方面进行优化的端口布局。我们通过对项目进行全面的数值和物理建模来铺平道路,为安全和经济高效的港口扩张铺平了我们的专业知识。

挑战

港口扩张 - 工程挑战

我们与Hanstholm的历史回归了几十年。当汉斯霍尔姆港首次建造在丹麦西北海岸时,其建筑被视为不可行。但是我们的两个创始人 - Helge Lundgren教授和托尔本Sørensen导演 - 重新审查了该项目的技术方面。根据他们的调查结果,一份新报告得出结论,该项目的声音很好,允许建造汉斯霍姆港。

将近50年后,我们帮助汉斯霍尔姆港进行了一次大规模的扩建,现在汉斯霍尔姆港是丹麦的一个主要的渔业和商埠。为了应付日益增长的需求,最近制定了增加港区规模的计划。

考虑到未来导航条件,此扩展将包括:

  • 扩建港口,使其比现有港口大三倍以上
  • 增加进入的水深和港口到12.5米,增加3-4米
  • 构建了当前东北的新港入口
  • 在水深高达14米的水深建造超过2公里的新堤坝

克服北海的波浪

港口的位置提供了北海风和强大的波浪的影响。这意味着将暴露超过2公里的新防水结构。为了经济上安全地进行港口扩张,有必要确保最佳的防堤设计和端口布局。

我们进行了全面的数值模拟,以获得准确的设计波浪条件,以及研究新港内的波浪条件。同时,我们进行了物理模型试验,以优化防波堤的设计。

沙车挑战

像这样的大型港口扩张也提出了与沙车有关的一些问题:

  • 绕过港口旁路的未来条件是什么?
  • 保持12.5米的导航深度需要多少疏浚?
  • 入口西侧新主北防波堤的积沙条件如何?
  • 如果旁路改变的条件,对周围海岸线的影响是什么?

我们在一个单独的研究中解决了这些沉降挑战。

从DHI进行的2D防堤稳定性测试中的照片©DHI爱游戏优惠

解决方案

审查过去的模拟未来

我们通过数值波形Hindcast型建模在港口建立了30岁的波条条件。应用两步方法,我们建模波条件:

  • 对于整个北海
  • 在汉斯霍尔姆港口。使用高分辨率的局部区域模型,从北海模型施用边界

我们校准并验证了模型复合体:

  • 超过12年的波浪测量来自港口的永久性浮标
  • 我们为项目进行的新方向波测量

对于波形变换建模,我们应用了第三代光谱风波模型 - 迈克21光谱波(SW)。然后,我们统计地分析了沿着计划的防水结构的建模的长期波条件。这提供了设计波以及管理端口操作的普通波条件。

风暴期间北海波模型的快照。显着的波浪高度。迈克21局。爱游戏优惠©DHI.

防水稳定性的物理建模

为了优化防堤设计,我们进行了2D(Flume)和3D(盆地)液压模型试验,以评估防波堤的液压稳定性和波浪。在2D模型测试中,我们调查了在不同深度的新探伤器的主干部分。我们使用此信息来优化关于几何形状,装甲类型和尺寸的防波堤,以及防擦除保护。

防波堤头和邻近树干部分的设计尤其具有挑战性,需要全面的3D波盆地模型。在该模型中,我们研究并优化了防波堤头的稳定性。

我们评估了传统的瓦砾土墩头部和组合的沉船 - 碎石丘陵设计。界面之间需要特别注意:

  • 沉箱和盔甲层
  • 不同的装甲类型(xblocs®和rock),通常是具有挑战性的设计元素

波扰动建模

端口入口和端口内部确定泊位的波条件。导航和沉降方面主要决定了入口配置。我们通过将波传播建模到端口池中,协助定义端口内部的正确布局,确保安全系泊条件。我们研究了主要短时期波以及长时期的波浪,以确保港口共振/偏执的风险可以忽略不计。

我们使用MIKE 21 Boussinesq Waves (BW)模型对一系列波浪条件和港口布局进行高分辨率波浪扰动建模。

结果

优化端口布局和防堤
结构

经济和安全的港口扩张

为未来的研究奠定了基础

关于客户

格罗姆亚洲A / S和Hanstholm的港口

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