离岸人工岛对沙质海岸岸滩演变影响研究

摘要

人工岛式填海是开发利用海洋空间资源的一种方式，可有效减少对自然岸线资源及沿岸生态景观的损害。但人工岛的形成也影响着区域海洋水体交换、海底地形地貌和近岸岸滩稳定性，因此合理布置人工岛尤为重要，本文进行了离岸人工岛后方岸滩变形预测研究，研究结论则对人工岛设计、选址及岸滩保护等方面具有重要的现实意义。
　　本文研究的沙质海岸位于海阳市丁字湾湾口和马河港之间，由两河口来沙在波浪作用下形成。现状下沙质海岸为SW-NE向的输沙平衡状态，沿岸泥沙净向往NE向输移，输沙量较小。人工岛位于沙质海岸正前方1.3km海域，处于落潮三角洲东北侧潮流深槽口外，水深为3.0～5.0之间。
　　本文采用MIKE21数值模型模拟了人工岛形成前后的波浪场、潮流场及冲淤环境变化。结果表明:人工岛形成波影区，改变研究区附近海域波浪场及方向分布;人工岛形成后，在岛与沙质海岸之间的涨潮通道过水断面减小，潮流流速变大;在波流共同作用下，岛后波影区淤积加强，波影区两侧侵蚀。
　　通过MEPBay、LITLINE模型预测分析沙质海岸岸滩演变，人工岛形成后，后方沙质海岸演变趋势为中间向海淤进，两侧蚀退。经LITLINE模型预测，人工岛形成20年后向海淤进最大距离为176.8m，以最大淤进点为界，南侧两断面输沙率分别为0.92×104 m3/a、1.16×104 m3/a，输沙方向为自SW向往NE向，北侧离最大淤进点较近断面输沙率为0.02×104 m3/a，输沙方向为自NE向往SW向。结合经验公式综合分析，海岸与人工岛之间有形成连岛沙坝的趋势，但岛陆之间较强的涨落潮流对连岛沙坝的形成具有一定的抑制作用。
　　最后基于LITLINE模型分别预测了减小人工岛在主波向波峰线投影长度和增大离岸距离方案下的岸线变化。结果表明:人工岛在主波向的波峰线投影长度越短、离岸越远，向海淤进量越小，形成连岛沙坝可能性越小。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究意义

1．2 国内外研究进展

1．3 研究内容及创新点

2 区域自然环境特征

2．1 研究区位置

2．2 水文气象

2．3 地貌特征

2．4 泥沙来源

2．5 区域岸滩演变

3 数值模拟及研究方法

3．1 岸滩演变机理

3．2 潮流、波浪及泥沙数值模型

3．3 岸滩演变模型

4 沙质海岸岸滩演变分析

4．1 人工岛形成前后的区域动力环境特征

4．2 岸线预测结果

4．3 岸滩演变分析

4．4 小结

5 人工岛方案优化数值试验

5．1 人工岛方案优化

5．2 岸滩演变预测

5．3 波浪场变化分析

5．4 小结

6．结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简历

硕士期间发表的学术论文