东碇倾倒区疏浚泥悬沙输运和海床冲淤数值模拟

摘要

本文采用区域海洋模型 ROMS(Regional ocean modeling system)在福建东碇临时海洋倾倒区建立三维水动力与泥沙输移数值模型。模式建立后,首先进行倾倒区附近海域的水动力数值模拟,并用实测潮位、海流观测资料对模型进行验证,结果表明,模拟结果能较好地体现倾倒区附近海域的潮汐、海流特征,说明该模型能很好适用于近岸数值模拟研究。其次,对倾倒区附近海域的气候、水文、潮流特征等海洋动力背景进行分析,确定影响悬沙输运扩散的主要动力因素,并模拟了标识质点的拉格朗日漂移轨迹。最后,在水动力验证的基础上模拟预测了在冬、夏季节不同背景潮流和风场作用下的疏浚泥悬沙输移规律及海床沖淤变化。结果表明:在纯潮流作用下,悬沙扩散以抛泥点为中心,呈圆对称分布,且冬季泥沙输移扩散范围比夏季大;加入风场驱动后,悬沙扩散呈下风面拖拽的椭圆形,同时水体混合加强更有利于高浓度悬沙的扩散,但对悬沙输移的作用不明显;抛泥点位置从倾倒区中心变为西北角后,其作用主要体现在冬季较高浓度区面积的减小和由于局地水槽引导而形成的向北延伸的浓度舌;在海床冲淤方面,潮流和风场的作用主要是改变地形增量较大的面积,而更改抛泥点位置则会导致地形增量最大值出现较大的差异。

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1绪论

1.1近岸海洋泥沙研究现状

1.2本文的研究目标及内容

2模式建立

2.1模式简介

2.2模型方程

2.3模型计算区域及网格设计

2.4模型参数和边界条件设置

2.5水动力模型验证

3研究海区海洋动力背景分析

3.1气候概况

3.2水文概况

3.3实测海流泥沙分析

3.4模拟流场分析

3.5标识质点拉格朗日漂移数值模拟

4疏浚泥悬沙输运和海床沖淤数值模拟

4.1泥沙模型配置和参数选择

4.2疏浚抛泥源强和方案

4.3悬沙输移扩散模拟结果及分析

4.4海床冲淤变化模拟结果及分析

5总结与展望

5.1本文的工作与结论

5.2下一步工作建议与展望

参考文献

致谢

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