台风“兰恩”期间长江口南槽沉积动力过程

发布时间：2021-05-10 17:57

　　河口是陆海相互作用的活跃地段,河流会携带大量水体、沉积物和营养盐等物质通过河口输入海洋。长江口平均每年遭受台风袭扰3.5次,台风天气对河口的沉积动力过程产生重要影响,风浪对沉积物的侵蚀作用强烈,航槽易淤积。但以往针对河口沉积动力过程的观测多在平静天气下展开,同时受传统观测手段的限制,近底高质量数据较少。本文在台风天气下使用多种高分辨率仪器获得了台风作用下的第一手连续资料,并与平静天气时河口的沉积动力过程进行对比,以期深入理解台风对河口沉积动力过程的影响程度及相关物理过程。本文以长江口南槽作为研究对象,于2017年10月在超强台风“兰恩”影响期间使用装载多种仪器的船载系统和三脚架坐底系统定点进行了15个潮周期的大潮-小潮的连续观测,获得台风天气作用下高质量的温度、波浪、流速、盐度和悬沙浓度等数据。通过室内标定实验和公式计算处理数据,主要展示了台风期间风速、波浪、流速、盐度、悬沙浓度、底床切应力、底床冲淤和水沙输运等变化特征,分析了不同因素对悬沙浓度的影响,讨论了抛物线法拟合ADCP底层盲区流速的适用性,总结了水沙输运动力机制,发现台风期间波浪对增强底床切应力有明显贡献,波高和波浪切应力存... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 观测仪器和技术
        1.2.2 悬沙浓度和悬沙输运变化及动力机制
    1.3 本文研究内容
第二章 研究区域概况及研究方法
    2.1 研究区域概况
    2.2 野外观测
    2.3 实验室分析
    2.4 数据处理和计算方法
        2.4.1 数据预处理
        2.4.2 水体密度和分层系数的计算
        2.4.3 底床切应力的计算
        2.4.4 流速剖面的拟合
        2.4.5 水体和悬沙输运的计算
    2.5 本章小结
第三章 台风影响下河口流速、盐度和悬沙浓度变化过程
    3.1 水文、气象因素的变化
        3.1.1 径流的变化
        3.1.2 风速和风向的变化
        3.1.3 水深和潮差的变化
    3.2 流速的变化
        3.2.1 时间变化特征
        3.2.2 垂线变化特征
    3.3 盐度的变化
        3.3.1 时间变化特征
        3.3.2 垂线变化特征
    3.4 悬沙浓度的变化
        3.4.1 时间变化特征
        3.4.2 垂线变化特征
    3.5 分析与讨论
        3.5.1 流速对悬沙浓度的影响
        3.5.2 盐度对流速和悬沙浓度的影响
    3.6 本章小结
第四章 浪流联合作用下河口近底部沉积动力过程
    4.1 波浪的变化
    4.2 近底部流速的变化
        4.2.1 高频点流速的变化
        4.2.2 流速剖面的变化
    4.3 近底部悬沙浓度的变化
    4.4 底床切应力的变化
    4.5 底床冲淤的变化
    4.6 分析与讨论
        4.6.1 台风对波浪的影响
        4.6.2 波浪对悬沙浓度的影响
        4.6.3 抛物线法拟合ADCP底部盲区流速的适用性
        4.6.4 沉积物有限性对悬沙浓度的影响
        4.6.5 浮泥层的形成机理和变化特征
    4.7 本章小结
第五章 台风期间河口水体与悬沙输运特征及动力机制
    5.1 水体和悬沙输运特征
        5.1.1 水体纵向输运
        5.1.2 悬沙纵向输运
        5.1.3 近底部悬沙输运
    5.2 分析与讨论
        5.2.1 悬沙输运机制
        5.2.2 浪流联合对近底部悬沙输运的影响
    5.3 本章小结
第六章 结论
    6.1 主要结论
        6.1.1 台风期间风速、流速、盐度的变化及对悬沙浓度的影响
        6.1.2 台风期间波浪对悬沙浓度的影响
        6.1.3 抛物线法拟合ADCP底层盲区流速的适用性
        6.1.4 沉积物有限性对悬沙浓度的影响及浮泥的形成机理
        6.1.5 台风期间水体和悬沙输运机制
    6.2 创新与不足
        6.2.1 主要创新之处
        6.2.2 主要不足之处
参考文献
作者在学期间科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]长江口南槽水文泥沙特性及河势演变分析[J]. 刘栋.  中国水运(下半月). 2019(07)
[2]潮汐河口环流、湍流、混合与层化的物理学[J]. 时钟,熊龙兵,倪智慧,李霞.  海岸工程. 2019(01)
[3]长江口北槽近底高质量浓度泥沙形成关键机制分析[J]. 柯科腾,葛建忠,丁平兴.  海洋科学进展. 2018(04)
[4]台风浪作用下长江口深水航道骤淤数值模拟[J]. 路川藤,贾晓,韩玉芳,白一冰.  水科学进展. 2018(05)
[5]长江口南槽最大浑浊带枯季大小潮悬沙峰特征及其动力机制[J]. 艾威,李茂田,刘晓强,李为华,牛淑杰,同萌.  海洋与湖沼. 2018(04)
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博士论文
[1]基于现场观测和数值模拟的淤泥质潮滩沉积动力过程研究[D]. 朱琴.华东师范大学 2017
[2]长江口崇明东滩盐沼—光滩过渡带沉积动力过程研究[D]. 史本伟.华东师范大学 2012
[3]河网与河口地区耦合模型的研究及应用[D]. 张蔚.河海大学 2006
[4]江苏大丰潮滩沉积动力过程研究[D]. 李占海.华东师范大学 2005
[5]基于ADCP的长江口水沙运动分析及三维水流数学模型[D]. 于东生.河海大学 2005

硕士论文
[1]分汊型河口悬沙浓度分布特征及影响机制研究[D]. 乔立新.华东师范大学 2019
[2]近百年长江三角洲南翼盐沼发育对流域水沙变化的响应[D]. 杨钦川.华东师范大学 2018
[3]风暴对长江口悬沙浓度的影响及其动力机制[D]. 王浩斌.华东师范大学 2018
[4]近期长江口北槽水沙特性及悬沙浓度垂向分布规律[D]. 李远.华东师范大学 2018
[5]风暴天气下淤泥质潮滩冲淤过程及其动力机制[D]. 杨天.华东师范大学 2017
[6]长江口南槽悬沙输运涨落潮不对称研究[D]. 张钊.华东师范大学 2017
[7]长江口典型河段表层悬沙浓度影响因子定量分析[D]. 姚俊.华东师范大学 2017
[8]近期长江口北槽悬沙时空变化及输运过程研究[D]. 王智罡.华东师范大学 2016
[9]强潮开敞潮滩悬沙浓度和悬沙输运变化及其动力机制[D]. 苗丽敏.华东师范大学 2016
[10]长江河口近期潮流和含沙量分布特征及输沙规律[D]. 郭小斌.华东师范大学 2013



本文编号：3179802