长江口三维悬沙数值模拟研究

摘要

长江口位于我国长江三角洲经济区,是海陆联运的重要通道,但其深水航道建设目前仍受到泥沙淤积的影响。为了更好地开发整治长江口航道,全面系统地研究其泥沙输运规律具有十分重要的现实意义。本文在考虑多种因素对长江口细颗粒泥沙沉降速度影响的基础上,基于FVCOM建立了理想河口与长江口水流、盐度、悬沙运动的三维模型,并对理想河口和长江口洪枯季泥沙运动和分布情况进行了模拟分析,具体内容和结论如下:
　　1、通过总结前人有关粘性细颗粒泥沙沉降速度的研究成果,提出了考虑含沙浓度、水流紊动、盐度三因素影响的沉速公式,并将该公式加入到FVCOM三维水动力泥沙模型中。
　　2、利用建立的模型对理想河口水动力、盐度、悬沙进行数值模拟,并从平面和纵剖面分析了理想河口水流运动、盐度分布与运动、悬沙运动时空变化以及盐度对悬沙运动的影响。
　　3、利用洪季、枯季长江口实测资料对水动力、盐度、泥沙模型的模拟结果进行验证,结果表明本文建立的模型能够较好地反映长江口水动力、盐度场、悬沙场变化规律。
　　4、依据长江口洪枯季水动力、盐度、悬沙的数值模拟结果:长江口枯季时盐度等值线总体分布与洪季相同,但枯季较洪季盐水上溯距离更远。枯季的悬沙浓度明显小于洪季悬沙浓度,浑浊带中心明显向上游移动。在模型中考虑盐度和不考虑盐度对沉速影响模拟结果相比,悬沙分布总体趋势一致,表层悬沙浓度与不考虑盐度时接近,但底层悬沙浓度比不考虑盐度明显增大。盐度对悬沙的分布和运动有着比较显著的影响,考虑盐度时的模拟结果与实际悬沙浓度分布情况更为接近。

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第一章 绪论

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究工作

第二章 FVCOM三维数学模型

2.1 FVCOM三维模型概述

2.2 FVCOM三维水动力及温盐模型

2.3 FVCOM三维泥沙模型

2.4本章小结

第三章 粘性细颗粒泥沙沉降速度研究

3.1含沙浓度对沉速的影响

3.2水流紊动对沉速的影响

3.3盐度对沉速的影响

3.4本章小结

第四章 理想河口悬沙运动研究

4.1模型设置

4.2水动力场模拟结果

4.3盐度场模拟

4.4悬沙场模拟

4.5本章小结

第五章 长江口洪枯季水动力、盐度、悬沙模型验证

5.1模型设置

5.2长江口水动力场验证

5.3长江口盐度场验证

5.4长江口悬沙场验证

5.5本章小结

第六章 长江口洪枯季水动力、盐度、悬沙分析研究

6.1潮流计算结果分析

6.2盐度计算结果分析

6.3悬沙计算结果分析

6.4本章小结

第七章 结论与展望

7.1主要结论

7.2研究展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

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