黄茅海地貌特征形成和演化的数值模拟

论文摘要

黄茅海河口湾是有径流流入的半封闭式海域,是建立港口、舒展航道、物流贸易的重要区域。研究黄茅海地形地貌演变并分析地形地貌的形成原因,对于研究海湾地貌形成与演化具有重要意义。本文采用数值模拟方法揭示黄茅海水动力、泥沙沉积、地貌演变特征及三者之间的关系,研究黄茅海滩槽发育演变机制。本文应用的数值计算模型包括水动力模型、泥沙输移模型与地形演变模型,并介绍了模型的差分和离散方法。为确保本文数值模型计算的准确性,对前人统计潮位和流速结果进行验证,确保水动力模型的准确性;将结果与前人统计的含沙结果进行对比,确保泥沙输移模型的准确性;将结果与前人模拟地形变化进行对比验证,确保地形演变模型的准确性。以河口型海湾黄茅海为模拟对象,在悬沙输沙方式下,采用理想斜坡地形对1936年前黄茅海“两槽三滩”地形地貌特征进行模拟,采用在径流入口处考虑推移质悬沙模型对结果进行修正。模拟结果表明,悬移质输沙也是位于河口离岸端的荷包岛和大襟岛之间的拦门沙浅滩形成的主要输沙模式,推移质输沙的贡献主要是导致了东槽上游段深槽形成的主要原因,东槽下游端（三角山区域）的形成仅出现在了采用Hansen输沙模型修正的地形模拟结果。但位于荷包岛和大襟岛之间的西槽的形成仅来自于悬移质输沙的贡献。讨论单独径流、潮流、余流影响,得出结论:径流推动东滩、西滩-2m等深线向中央河道移动,但径流对区域远端三角山岛、大襟岛地貌影响较小。潮流作用造成-3m等深线向西岸偏移,说明潮流推动东槽、拦门沙浅滩与西槽的形成。余流参与形成西滩、大海环浅滩与西槽。以1936年黄茅海实际地形为模拟对象,在悬沙输沙方式下,模拟黄茅海1936年后的地形演化。通过与1977年、1994年和2003年黄茅海实际海图进行对比,模拟结果较为合理。模拟得出黄茅海滩槽演变规律:西滩逐年淤积,且淤积程度大于东滩;拦门沙浅滩逐年向海方向移动;西槽萎缩,其上游部分逐渐消失于拦门沙浅滩内,东槽水底持续淤积。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 文献综述及国内外研究现状

1.2.1 水动力研究概况

1.2.2 泥沙输移研究概况

1.2.3 地形演变研究概况

1.3 本文的主要工作

2 水动力、泥沙输移和地形演变计算模型

2.1 水动力模型

2.1.1 水动力计算控制方程

2.1.2 方程的离散方法

2.1.3 边界条件设定

2.2 泥沙输移模型

2.2.1 悬移质泥沙输移方程及数值离散

2.2.2 推移质输沙方程

2.2.3 Hansen全沙输沙公式

2.2.4 余流输沙公式

2.3 地形演变模型

2.3.1 地形演变模型控制方程

2.3.2 地形演变的数值离散

2.4 本章小结

3 数值计算模型验证

3.1 水动力模型验证

3.2 泥沙输移模型验证

3.3 地形演变模型验证

3.4 本章小结

4 黄茅海地形地貌特征

4.1 黄茅海地形特征

4.2 水动力特征

4.3 本章小结

5 两槽三滩形成模拟

5.1 悬沙模型模拟结果

5.2 对悬沙模型修正

5.3 径流作用影响

5.4 潮流作用影响

5.5 余流作用影响

5.6 本章小结

6 地貌演变特征模拟

6.1 模拟结果与实测结果对比

6.2 滩槽演变分析

6.3 拦门沙近期演变分析

6.4 东槽冲於分析

6.5 演变模式分析

6.6 不同输沙模式影响

6.7 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李雨勃

导师: 邹志利

关键词: 黄茅海,河口湾,数值模拟,地貌

来源: 大连理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学,海洋学

单位: 大连理工大学

分类号: P737

DOI: 10.26991/d.cnki.gdllu.2019.002219

总页数: 94

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黄茅海地貌特征形成和演化的数值模拟

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