莱州湾围填海工程对区域水沙动力环境的影响

发布时间：2017-07-01 03:15

  本文关键词：莱州湾围填海工程对区域水沙动力环境的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：黄河为中国第二长河,由于其流经黄土高原地区,每年携带大量泥沙至黄河口海域,使得黄河口海域含沙量巨大。随着山东省对黄河口莱州湾海域的围填海开发,黄河口莱州湾海域的水动力情况会有明显的改变。因此研究莱州湾海域的水动力和悬沙输移是十分有必要的。本文采用了数值模拟的方法研究了围填海工程对于水动力和悬沙输移的影响。本文在综合考虑了风场、入海径流、降雨量、蒸发量等影响因素的基础上,采用非结构化三角形网格首先建立了大尺度渤海水动力模型,并通过实测的流速、流向、盐度、波浪、悬沙浓度等资料的对比,对模型进行了验证,结果表明模型能够较好的模拟出渤海的水动力特性和温盐变化过程,并可以为后续黄河口莱州湾海域的小尺度模型提供基础的水动力边界条件和温盐场、泥沙场的初始资料。根据渤海大尺度模型,对波浪、温盐和泥沙模拟结果进行了重点研究和分析。结果表明风成浪是波浪的主要组成部分,风场的驱动是影响波高的主要影响因素。在夏季,温度场的平面分布是岸边海域温度高于远离岸线海域的温度；冬季刚好与之相反。在盐度场方面,由于河流的淡水输入,在河口附近海域出现了盐度的低值,随着远离河口地区,盐度逐渐升高；在时间分布上,由于夏季雨水多发,河流输入的淡水增加,使得夏季整体的盐度会略低于冬季的盐度。在悬沙浓度方面,由于泥沙主要来自黄河的输入,因此在黄河口附近海域的悬沙浓度会高于莱州湾海域内的悬沙浓度,并且随着远离黄河口海域,悬沙浓度会有所降低。应用上述验证良好的模型,从潮位、潮流、波浪和悬沙浓度四个方面预测了黄河口莱州湾海域的围填海工程对周边海域产生的影响。围填海工程对于整个莱州湾水动力影响有限,影响主要集中在工程附近海域。在有工程遮挡的海域,波浪的有效波高有所减小,有效波高等值线有一定的回退,于此相对应波浪的掀沙能力也有所降低,工程附近海域悬沙浓度也会有相应的降低。
【关键词】：数值模拟 水动力 莱州湾 围填海工程
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U652.3;TV14
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究目的和意义10-11
• 1.2 研究现状及发展趋势11-16
• 1.2.1 国内围填海工程概况及研究进展11-12
• 1.2.2 国外围填海工程概况及研究进展12-13
• 1.2.3 水动力数学模拟研究进展13-15
• 1.2.4 泥沙输移数学模拟研究进展15-16
• 1.2.5 黄河口莱州湾海域研究进展16
• 1.3 本文工作16-18
• 2 黄河口莱州湾海域概况18-26
• 2.1 地理地形和黄河口历史变迁18-19
• 2.2 水文气象概况19-23
• 2.2.1 气象概况19-20
• 2.2.2 水文概况20-22
• 2.2.3 自热灾害22-23
• 2.3 沉积物特征23-26
• 2.3.1 沉积物类型和分布23-25
• 2.3.2 粒度参数25-26
• 3 数学模型26-35
• 3.1 潮流数学模型26-29
• 3.1.1 基本方程26-28
• 3.1.2 定解条件28-29
• 3.1.3 数值解法29
• 3.2 温盐数学模型29-31
• 3.2.1 基本方程29-30
• 3.2.2 定解条件30
• 3.2.3 数值解法30-31
• 3.3 波浪数学模型31-33
• 3.3.0 基本方程31-32
• 3.3.1 定解条件32
• 3.3.2 数值解法32-33
• 3.4 泥沙数学模型33-34
• 3.4.1 基本方程33-34
• 3.4.2 定解条件34
• 3.5 本章小结34-35
• 4 模型配置及验证35-52
• 4.1 模型简介35
• 4.2 模型配置35-39
• 4.2.1 模拟范围和网格设置35-36
• 4.2.2 初始条件36-37
• 4.2.3 边界条件37-38
• 4.2.4 参数设置38-39
• 4.3 模型验证39-51
• 4.3.1 潮位验证39-40
• 4.3.2 潮流验证40-43
• 4.3.3 波浪验证43-44
• 4.3.4 温度盐度验证44-47
• 4.3.5 悬沙浓度验证47-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 黄河口莱州湾海域水动力和悬沙模拟52-60
• 5.1 模型配置52-53
• 5.1.1 模拟范围和网格设置52-53
• 5.1.2 初始条件和边界条件53
• 5.1.3 参数设置53
• 5.2 模拟结果和数据分析53-59
• 5.2.1 潮流场分析53-56
• 5.2.2 波浪场分析56-57
• 5.2.3 悬沙浓度分析57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 6 围填海工程对于黄河口莱州湾海域水动力的影响60-71
• 6.1 莱州湾围填海工程简介60-63
• 6.2 潮位的影响63-65
• 6.3 潮流的影响65-66
• 6.4 波浪的影响66-68
• 6.5 悬沙浓度的影响68-69
• 6.6 本章小结69-71
• 结论71-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况76-77
• 致谢77-78

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