三维水动力泥沙输移模型及应用

摘要

为研究河口的泥沙输移规律及最大浑浊带与盐水入侵及咸淡水混合等的关系,提出了具有二阶精度、建立在9结点有限单元上的三维水动力及泥沙输移模型,该模型考虑了由水平密度梯度引起的斜压项、引用2.5阶Mellor-Yamada紊流模型藕合计算水流的涡动粘滞性系数与物质的紊动扩散系数。本模型采用破开算子法求解控制方程:用欧拉-拉格朗日法求解水平对流项;用有限元法求解水平扩散项;有限差分法求解垂向扩散项。模型应用于模拟珠江口的泥沙运动,计算域包括整个八大口门,用1998年7月的洪季大潮实测资料进行了潮位、流速及流向、盐度及含沙量等的验证,模型计算结果与实测结果吻合良好。在模型验证的基础上,简要讨论了珠江河口的泥沙输移、盐水入侵及最大浑浊带等物理现象。