南海北部海域海底沙波演化特征

发布时间：2020-10-26 07:48

　　 本文的研究是以我国蓬勃发展的海洋石油建设事业为背景的。 经济的发展,对能源迫切的需求,导致沿海大陆架石油和天然气资源的开发大幅增加。海底管道作为一种从近岸平台向陆地输送油气的载体,由于其输送连续、管理方便等优点,在海洋工程中得到了广泛的应用。但是,海底管道所处的海洋环境非常复杂,尤其是波浪和潮流作用下造成在海底的悬跨,失去稳定性,引发断裂等破坏事故,对海上原油的安全开采和环境保护带来了极大的威胁和挑战。 作者认为,管线悬跨的成因,固然由包括局部冲刷、施工工艺在内的多方面因素造成,但究其根本,实质上是由大范围内的近岸海底沙波运动造成的。现阶段的海底沙波研究,仍限于建立在实测数据基础上局部区域的探讨。海洋工程的实施,需要通过建立数学模型,对更大范围海域的沙波运动进行探索,本文的研究工作正是由此展开。 文中首先对研究相关的潮汐、波浪及泥沙运动理论进行了阐述,而后对沙波的成因、形态以及运移机制进行了探讨。以此为基础,本文建立了南海北部海域的数学模型,对较大范围内的沙波形态及其运移规律进行了计算。成果表明计算区域海底沙波在正常水流条件下迁移速率相对较小,可视为比较稳定的地貌类型,对该海域海底工程的顺利实施提供了理论依据。此外,文中指出,虽然概率较低,但在出现的暴风浪的情况下,将会导致沙波在短时间内产生较大位移。因此,对工程区域风暴的观测和预报是必要的。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：P737.2
【部分图文】：

本文认为管线悬跨的成因，固然由包括局部冲刷、施工工艺在内的多方面作用造成，但究其根本，实质上是由大范围内的近岸海底沙波运动造成的。沙波的移动，造成管线局部垫高或降低是导致悬跨的主因(见图1-1)。海底沙波是一种发育在海底床面上的一种常见的特征形态，一般分布在许多现代潮汐陆架，尤其是在波、流联合作用下的近岸海底床面上。沙波一般被作为海底床面沉积物为适应水流剪切作用而产生变形、从而使床面发生规则变化的特征形态，因而代表了典型的沉积物——流体系统的相互调整性质。长期以来，海底沙波一直被作为石油、天然气的良好储集场所，因而有关其形态、运动规律等研究内容和研究方法受到普遍重视。

图 2-1 我国沿海潮汐类型分布潮力球表面任何地方的水质点均受到地心引力。除在地球两极以外，自转产生惯性离心力。这两个力的矢量和决定海洋表面的外形，。所以在讨论引潮力时，这两个力均可忽略不计，并可假定地球潮力来自地球以外的天体，但除太阳和月球外，其他天体的引潮。地球和月球绕太阳公转可视为地、月公共质心绕太阳的运动，公转可视为地、月两者公共质心的运动。暂时不考虑前项运动，产生的引潮力。地球到月球中心的平均距离为c，地球的平均半径为a ，则 c = 的质量为E ，月球的质量为M 。地球和月球的公共质心至地球073a，即在地球内部。球单位质量因地球月运动产生的惯性离心力212f4 r/Tu= π

5.1 沙波概述沙波是一种垂直于主水流方向的丘状底形，是底流与底质界面相互作用的产物(图5-1)。由于海洋水动力条件的复杂多变，到目前为止，关于海底沙波稳定性的评价和预测方法仍没有形成完善而成熟的理论。图5-1 海底沙波图片及示意图我国沿海陆架区域均有大型沙波发育，但近年来对其研究主要侧重于沉积地质学内容，而对沙波稳定性的研究是附带和定性的，即根据海底形态实测图谱上沙波的对称性和坡度，定性推测沙波的稳定性；夏东兴(2001)[55]、冯文科(1994)[56]分别对南海北部陆架沙波和海南东方岸外沙波的迁移进行了定量研究。国内也有人用不同时间海图对比、遥感照片对比的方法来研究沙波的移动变化，但总体来说研究水平和方法相对较低。而国外对海底沙波稳定性的研究技术水平相对较高，研究手段也较为多样，除了在沙波不对称剖面上的定性推测以外，还在野外通过定点锚泊定位系统(Berne，1993；Harris
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本文编号：2856719