波浪对黄河口海域海床冲淤的影响

摘要

黄河入海带来的大量泥沙，改变了黄河口岸线走势，影响了附近海域海床冲淤的时空分布，对国土和生态资源保护、海上油气开采及其他海洋工程的建设等产生影响。受复杂自然环境的影响，黄河口海域泥沙冲淤和输运的模拟计算是一个难题，采用有效的模式，提高泥沙冲淤数值模拟的准确度和精度有着重要的意义和实用价值。
　　本文采用MIKE21的浪、潮流和泥沙耦合模式对黄河口附近海域的泥沙冲淤进行了数值模拟。模式中采用精细的三角形网格，提高了数值计算的空间分辨率。利用实测水深资料与模拟结果进行对比，结果表明模拟结果与实际情况符合较好。通过分析实测数据和模拟结果，可看出老黄河口以东海区处于冲刷状态，冲刷区与强流区范围和走向基本一致，最大冲刷厚度约为1m/a。新河口以北海域处于淤积状态，最大淤积厚度约0.9m/a。15m以深海域表现为侵蚀，侵蚀速度小于0.2m/a。河口以北海域的底层余流沿水深15m等深线流向西北，因而泥沙整体输运方向为自南向北，而河口南部则为自北向南。
　　泥沙的运动受到径流、波浪、潮汐、潮流等多重因素共同影响。波浪是泥沙冲淤过程中重要的动力因素，对河流泥沙入海后的搬运、海底泥沙再悬浮以及三角洲海岸形态的形成都至关重要。受东、北向强浪的影响，黄河口北侧岸坡的冲刷作用很强，河口南岸坡所受冲刷较弱，再加上水动力条件的减弱，河口南侧岸线趋于相对稳定。
　　为分析波浪对泥沙冲淤的影响，论文做了N、S和E三个方向的波浪影响实验。实验结果表明：波浪对研究海域海床的冲淤影响非常大，尤其是北向和东向波浪，分别可以使泥沙浓度增至无风条件下的20和16倍。风浪使得河口以东海域形成较强的冲刷带，冲刷带以强流区为中心。北向波浪条件下，冲刷带呈SE-NW向分布，最大冲刷厚度约1.9m；东向波浪条件下，冲刷带呈南北走向，最大冲刷厚度约1.7m；南向波浪条件下的冲淤作用相对较弱。

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1 引言

1.1 黄河口海域冲淤研究状况

1.2 波浪对岸滩冲淤影响的相关研究

1.3 本文主要内容

2 自然条件

2.1 潮汐

2.2 潮流

2.3 波浪

2.4 余流

2.5 地形及沉积物

2.6 黄河入海流路变化

2.7 入海水沙变化

2.8 泥沙浓度

3 MIKE 21模型

3.1 潮流模型(HD-Hydro Dynamic Module)

3.2 波浪模型（SW）

3.3 泥沙模型（MT）

3.4 波浪对泥沙的影响

3.5 模式输出

4 模式运行与验证

4.1 模型设置

4.2 风场资料、水沙资料来源

4.3 潮流模拟结果对比验证

4.4 波浪验证

4.5 含沙浓度验证

5 模拟结果及讨论分析

5.1 流场特征

5.2 历史水深资料

5.3 海床冲淤的模拟计算及对比分析

5.4 波浪影响数值实验

6 总结

6.1 结论

6.2 问题与展望

参考文献

致谢