九龙江河口湾水沙运动及顺岸港池淤积研究

发布时间：2019-03-08 16:22

【摘要】：河口湾位于河口与海洋之间的过渡区,沿岸也是港口发展的重要区域,由于其水动力及泥沙问题复杂多变,一直以来受到广泛关注。本文在总结以往研究成果基础上,以九龙江河口湾及顺岸港池为研究对象,推导了顺岸式港池淤积计算公式,并应用于九龙江河口湾顺岸港池的淤积计算研究;构建了河口湾水动力泥沙三维数学模型并对泥沙沉速进行了改进,利用该模型研究了不同动力条件下盐度与水流泥沙的相互影响,分析了九龙江河口湾顺岸港池淤积的影响因素。本文的研究内容和结论如下:1、九龙江河口湾水动力泥沙及淤积特征分析结果表明,九龙江河口湾受多种动力因素影响,水流及盐淡水掺混对泥沙运动和顺岸港池的淤积影响较大。2、利用水流数学模型研究了顺岸式港池流速与港池长宽比的关系,据此提出了顺岸式港池泥沙淤积计算公式,经实测资料验证结果良好。应用该公式的计算结果表明,九龙江河口湾顺岸港池随着向西延伸及长宽比增大,原有港池的淤积减小,延伸段由于浅水深用及高含沙影响淤积较大。3、引入台风模型、SWAN风浪模型、EFDC水动力泥沙模型共同构建了河口湾三维水动力泥沙数学模型。在研究含沙量、盐度及水体紊动对粘性泥沙沉速影响的基础上,对模型的沉速公式进行了改进。经实测资料验证表明,改进后的模型能够较好地反映河口湾水动力、盐度、含沙量及港区淤积特征。4、利用改进的水动力泥沙三维数学模型,对九龙江河口湾盐度与水沙相互影响机制进行了研究,表明湾内交错的涨落潮水流使盐度形成北高南低、西低东高的平面分布,盐度的平面梯度在正常水文条件下最均匀、台风条件次之、洪水条件最不均匀。洪水条件下,湾口及顺岸港池区存在显著的盐淡水交汇锋面,受其影响形成较明显的垂向环流。5、考虑盐度影响可使含沙量计算值增大,并扩大含沙量在垂向上的分布差异,使其与实测值更为接近;采用考虑盐度及含沙量影响的沉速公式计算得出的九龙江河口湾顺岸港池的淤积与实际更为相符。6、高含沙归槽水流对九龙江河口湾顺岸港池的淤积具有重要影响,港池内盐度分层形成的垂向环流进一步促进泥沙沉降,使延伸段港池局部形成较大淤积。
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【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV148

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