Abstract

The problem of estimating the distribution of suspended matter during dredging works is relevant due to the large volume of annual major and operational dredging activities in the ports of Ukraine constituting more than 4.5 million m3 of soil. The execution of dredging works is associated with the inflow of suspended matter into the marine environment having a negative impact on the marine ecosystem. The magnitude of the inflicted damage depends on the characteristics of a zone of increased turbidity and a reliable assessment of such characteristics makes it possible to determine the actual damage to be indemnified according to the current environmental legislation.
 The numerical modelling of the suspended matter distribution is the easiest way that may be used for evaluation of the characteristics of the zone of increased turbidity. The possibility of obtaining solutions on more general grounds in comparison with analytical methods, much less time and cash to be spent than for field experiments and modern computer software allowed widespread implementation of research methods of such modelling.
 The article is devoted to the study of the numerical model of suspended matter distribution during dredging works. It considers explicit, implicit and mixed finite-difference schemes for solving a stationary differential equation of turbulent suspended matter diffusion in the flat problem formulation. Several series of calculations have been performed for various model parameters based on which the obtained solutions have been analyzed, the assessment of the difference between the calculation results under different schemes has been done and the optimum parameters of the calculation grid have been proposed. The research presents some recommendations for numerical modelling of the suspended matter distribution in the water flow including: use of an explicit scheme; the number of jets in the excavated area should not exceed 3; the number of steps to the control opening – not less than 75; when using an implicit or mixed scheme it is necessary to introduce an adjustment in an unstable zone based on the total amount of matter accumulated into the opening until the final result is achieved.

Highlights

  • ВВЕДЕНИЕВ настоящее время широкое применение получили численные эксперименты при моделировании различных процессов.

  • Исследование турбулентной диффузии взвешенного вещества (взвеси) при производстве дноуглубительных работ (дноработ) не является исключением.

  • Настоящая статья посвящена исследованию распространения взвеси при выработке грунта дноуглубительным снарядом.

Read more

Summary

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время широкое применение получили численные эксперименты при моделировании различных процессов. Исследование турбулентной диффузии взвешенного вещества (взвеси) при производстве дноуглубительных работ (дноработ) не является исключением. Настоящая статья посвящена исследованию распространения взвеси при выработке грунта дноуглубительным снарядом. Для количественной оценки платежа по какому-либо объекту необходимо знать: максимальное значение концентрации загрязняющих веществ на контрольном удалении от места разработки грунта; общее количество вещества, вынесенного за пределы этого расстояния; размеры зоны загрязнения. В настоящее время существует много методик оценки параметров зоны повышенной мутности [2,3,4,5], однако, они все имеют ряд недостатков. Цель исследования – определение оптимальной конечно-разностной схемы и параметров расчётной сетки численной модели турбулентной диффузии взвеси при производстве дноуглубительных работ. Объект исследования – воздействие дноуглубительных работ на морскую среду. Предмет исследования – разработка рекомендаций по численному моделированию распространения взвеси при извлечении грунта

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ
ВЫВОДЫ
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.