随机波浪作用下黑泥湾冲淤演变的数值模拟研究

发布时间：2020-08-03 10:34

【摘要】：海岸带与近岸海域是人类活动聚集的地带，其冲淤演变特性对海岸沉积环境研究和海洋工程建设均具有极为重要的意义。通常情况下，近岸海域为波浪、潮流联合作用的典型区域。潮流、波浪动力条件复杂，单纯考虑潮流输沙对底床冲淤演变的影响可能存在较大的偏差。如何在潮流场模拟研究基础上，引入波浪因素进行冲淤研究是当前海岸工程重点关注的问题。黑泥湾海域位于山东半岛东南端，是近岸开发利用（石岛湾核电工程、近岸海带养殖）的典型海域，具有重要的研究意义和社会经济效益。本文基于局地较长时期海浪场统计特征，将随机波浪因子引入底床冲淤演化模拟研究中，采用ECOMSED模式进行了不同波浪动力条件影响下黑泥湾海域冲淤演化的数值模拟，并与现场观测资料进行比较，取得了较好的结果。结果表明，黑泥湾及附近海域存在较稳定的N-S向潮余流，这在整体上是本区泥沙输运重要影响因素；冲淤格局与其地形、海流流速和波浪场分布有关，湾内海域基本处于冲淤动态平衡，楮岛周围与镆铘岛东面近岸海域以侵蚀为主，镆铘岛北部与南部近岸以淤积为主；随机波浪要素的引入对冲淤演变模拟结果有较大的影响，引入波浪要素后的模拟结果与海图对比得到的冲淤格局更为接近。经过假设，借助波浪动量传输理论，求出海带养殖区波浪透过系数。利用求得的系数建立一个适合该海域的波浪模型，探讨大范围养殖海带对波浪和海底冲淤格局的影响机制。模拟的结果显示近岸冲淤强度减弱了20%~30%。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TV148;P737.1
【图文】：

黑泥,冷气团,暖温带,干旱少雨

图 2-1 2005 年黑泥湾海域实测水深该区域属暖温带大陆性季风气候，年温适中，四季分明，冬季受西伯利亚冷气团控制，天气寒冷，干旱少雨。属于山东半岛丘陵气候区，具有夏热多雨，冬冷干燥的特点；在这个区域，中纬度天气系统活动频繁，大风、暴雨较多；另外，由于海洋性气候影响明显，还具有大陆性气候向海洋性气候过渡型气候特征。该区主要的气象灾害有台风与降温寒潮侵袭，大风在全年中均有出现。夏季受热带副热带气候影响，其余时间受西风带气象影响。寒潮强冷空气、台风和气旋等强对流天气均能带来大风灾害，风速大于 17m/s 作为大风日，根据气象站统计资料，平均每年有 26.7 个大风日。2.2 黑泥湾海域温盐分布

水平分布,大潮,垂线,平均温度

9图 2-2 夏季大潮期垂线平均温度水平分布图海区夏季日平均盐度在 31.03～31.65 之间，相差小。其垂直变化规律是表层至底层基本相等，因为近岸海域水浅，水体交换频繁，而盐度的水平分布规律可循。2.3 黑泥湾潮汐潮流黑泥湾海域为不规则半日潮，每天有两个高潮位和两个低潮位。平均涨潮时 6 小时 20 分，平均落潮历时 6 小时 03 分。平均高潮位：59cm（从 1985 国高程基准起算），平均低潮位：-59cm（从 1985 国家高程基准起算），平均潮差

黑泥,冲淤演变

黑泥湾1980 2005时期的冲淤演变(严立文，2008)

【参考文献】