技术摘要：
本发明公开了一种考虑余流的港口建设方法：步骤1，确定港区数学模型范围并对港区数学模型进行网格剖分；步骤2，对港区余流特征进行分析，获得各个测点的余流流速和余流方向；步骤3，确定港区数学模型的潮位开边界；步骤4，确定港区数学模型的余流水位边界；步骤5，在潮  全部
背景技术：
粤西海域北面和西面分别为广东省、雷州半岛和海南岛所环抱(图1)，海床地形自 西及北向东南急剧倾斜。沿岸有多条河流入海，其中以珠江径流量最大，其多年平均径流总 量为3360亿m3。 早期人们对粤西沿岸流定性地认为，其随季节转换，冬季流向西，夏季流向东，如 图2和图3所示。近20年来，随着观测和研究成果的增多，人们对粤西沿岸流有了新的认识， 即粤西海域近岸带常年存在一股流向西南的沿岸流，平均流速夏半年约0.2m/s，冬半年约 0.25m/s。其范围由珠江口向西至湛江湾沿岸，外海基本在-50m等深线以内区域。 冬季，珠江等河流进入枯水期，入海径流有所减少，在东北季风压迫作用下，近岸 和外海水体均向西南方向运移，由于风力作用冬季沿岸流流速略大于夏季。对于粤西沿岸 流的驱动机制，学者对夏季的流动有较多探讨，然而认识并未完全统一。伍佰瑜等人认为珠 江径流受地转科氏力作用以及夏初多东南及东风影响，是粤西沿岸西向流的成因；严金辉 和陈达森等人持相似观点，认为粤西西向沿岸流是浮力和季风驱动，夏季径流造成沿岸堆 积低密度海水，由于地转效应流向西，同时，夏季粤西沿岸出现频率最高的是东南风，加强 了西向流；杨仕英等人则认为夏季粤西海域仍是西南季风，陆架上升流引起海水温盐变化 和夏季降雨增多，陆地径流输入引起海面升高这两种机制造成的海洋斜压与正压效应才是 控制粤西沿岸流的主要因子；也有少数研究人员认为，气旋式环流是夏季粤西沿岸流向西 的主要原因。由此可以看出，尽管前人对粤西沿岸流终年向西有了统一的定性认识，但关于 粤西沿岸流的强度以及夏季粤西沿岸流的形成机制尚无明确定论。 对港口建设而言，近岸水流运动规律对其设计有重要的影响。例如，航道走向应尽 量与水流主流向平行以减少船舶在航道内航行时的横流来规避通航风险；港内停泊水域水 流流速大小和水流流向会直接影响船舶靠泊时的安全程度；另外，港池和航道内水流流态 也将影响水体内泥沙的落淤情况，淤积量过多的海域将增加港口运营期的疏浚和维护成 本。 数值模拟是目前近岸海域水流运动研究的重要手段。在以往港口建设工程中，一 般仅考虑天文潮流的作用(沿岸流较小或没有)。而粤西海域较为特殊，该海域沿岸流较大 而潮差较小平均仅有1.6m，因此潮流流速和粤西沿岸流流速达到了同一量级。因此，在粤西 海域建设港口等工程时，则必须要考虑粤西沿岸流的影响。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种考虑余流的港口建设方法，本 发明港口建设时充分考虑余流影响，并且，港区水流模拟真实水流，模拟结果精确可靠，为 港口建设提供准确指导。 3 CN 111611641 A 说　明　书 2/7 页 本发明所采用的技术方案是：一种考虑余流的港口建设方法，包括以下步骤： 步骤1，确定港区数学模型范围并对港区数学模型进行网格剖分； 步骤2，对港区余流特征进行分析，获得各个测点的余流流速和余流方向； 步骤3，确定港区数学模型的潮位开边界； 步骤4，确定港区数学模型的余流水位边界； 步骤5，在潮位开边界上叠加余流水位边界，以获得港区数学模型的最终开边界； 步骤6，根据港口规划在步骤1网格剖分的基础上增加对港口规划内的航道和港内 水域的网格剖分，并根据港口规划设置航道底高程和港内水域底高程，获得最终网格剖分， 根据最终开边界和最终网格剖分进行模拟计算，根据所模拟计算的结果来进行港口设计。 进一步地，步骤1中，所述的网格剖分采用无结构三角形网格对计算域进行剖分。 进一步地，步骤3中，所述的确定潮位开边界具体包括： 确定模拟时间； 采用中国海潮汐预报软件提取模拟时间内外海开边界所有节点位置潮位过程； 验证潮位过程：将步骤1网格剖分后获得的网格文件和中国海潮汐预报软件提取 的潮位过程输入MIKE21/FW模块进行模拟计算，得到整个网格区域模拟时间内的潮位、流速 流向结果，将模拟计算得到的结果与实测潮位过程进行比对。 进一步地，所述的确定余流水位边界包括： 余流水位边界预设：根据步骤2获得的余流方向确定各边界各节点的水位值：所述 港区数学模型包括三条边界，设余流方向由X方向指向Y方向，则，X边界的外海节点的水位 值为0，X边界的近岸节点为设定水位值，X边界的其它节点采用线性插值给定水位值；Y边界 各节点的水位值均为0；第三条边界各节点的水位值均为0； 将步骤1网格剖分后获得的网格文件和预设的余流水位边界输入MIKE21/FW模块 进行模拟计算，并采用步骤2获得的各个测点的余流流速和余流方向进行验证，从而调整X 边界的近岸节点的设定水位值，直至模拟计算的结果与实测结果相匹配。 进一步地，步骤5为将每个节点位置的潮位值和水位值相加。 进一步地，步骤6中，所述的模拟计算的结果包括：规划港口实施后典型时刻流场 图、规划港口实施后港区局部逐时流场图、规划港口实施后航道位置特征点椭圆图并对最 大横流进行统计、规划港口实施后与实施前相比全潮平均流速差等值线。 进一步地，步骤6中，所述的港口设计为港口位置的确定、航道设计、以及港内水域 设计。 本发明的有益效果是：本发明针对近岸拟建港口水域建立了一种考虑典型余流及 潮流共同影响的港口建设方法。该方法不但模拟范围足够大，还将余流拓展为平面二维模 式。既能模拟拟建港区对周边工程的影响程度，还能真实有限的揭示港区建成后的水流流 态、横流大小等水流特征，并在实践中进行了证明，为今后典型余流条件下港区建设奠定了 基础。 附图说明 图1：粤西地理位置示意图； 图2：南海北部1月表层海流示意图(据王文介，1991)； 4 CN 111611641 A 说　明　书 3/7 页 图3：南海北部7月表层海流示意图(据王文介，1991)； 图4：本发明一种考虑余流的港口建设方法流程图； 图5：本发明实施例1中的港区数学模型的计算范围示意图； 图6a：本发明实施例1中的计算网格示意图 图6b：本发明实施例1中的计算域地形示意图 图7：本发明实施例1中的工程海域大潮潮流流速矢量图； 图8：本发明实施例1中的各站余流流速及流向统计； 图9：本发明实施例1中的节点位置示意图； 图10：本发明实施例1中的边界节点48位置潮位过程示意图； 图11：本发明实施例1中的H1测站潮位过程验证示意图； 图12：本发明实施例1中的各节点水位值给定示意图； 图13：本发明实施例1中的莲头岭(H1)潮位站和沙扒(H2)潮位站潮位过程示意图； 图14：本发明实施例1中的余流验证示意图； 图15-1a：本发明实施例1中的1#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-1b：本发明实施例1中的1#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图15-2a：本发明实施例1中的2#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-2b：本发明实施例1中的2#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图15-3a：本发明实施例1中的3#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-3b：本发明实施例1中的3#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图15-4a：本发明实施例1中的4#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-4b：本发明实施例1中的4#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图15-5a：本发明实施例1中的5#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-5b：本发明实施例1中的5#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图15-6a：本发明实施例1中的6#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-6b：本发明实施例1中的6#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图15-7a：本发明实施例1中的7#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-7b：本发明实施例1中的7#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图15-8a：本发明实施例1中的8#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-8b：本发明实施例1中的8#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图15-9a：本发明实施例1中的9#测站位置的流速模拟结果和实测流速对比图； 图15-9b：本发明实施例1中的9#测站位置的流向模拟结果和实测流向对比图； 图16：本发明实施例1中的港口规划示意图； 图17a：本发明实施例1中大范围典型时刻流场图； 图17b：本发明实施例1中中范围典型时刻流场图； 图18a：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 图18b：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 图18c：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 图18d：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 图18e：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 5 CN 111611641 A 说　明　书 4/7 页 图18f：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 图18g：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 图18h：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 图18i：本发明实施例1中小范围典型时刻流场图； 图19：本发明实施例1中的航道内大潮流速矢量图； 图20：本发明实施例1中的方案前后全潮平均流速差值等值线。