臺州灣懸沙運動的二維數(shù)學模型.pdf

1、“波浪掀沙，潮流輸沙”是波流共同作用下的河口海岸泥沙運動機制。臺州灣海域是強潮海域，同時也是浙江省強波浪作用海域之一，對波流共同作用下臺州灣懸沙運動的研究，揭示其規(guī)律，不僅可以為該地區(qū)海岸工程提供依據(jù)，而且對了解河口及海岸的演變規(guī)律，保護海洋環(huán)境等有深刻的意義。 本文在現(xiàn)有河口海岸動力學理論、泥沙運動理論和數(shù)值計算方法的基礎上，建立了一個波浪和潮流共同作用下臺州灣平面二維懸沙計算的數(shù)值模型，該模型主要由三部分組成，即波浪模型、考

2、慮了波浪作用的二維復合流場模型及二維懸沙輸運模型。在建立復合流場模型過程中考慮了波浪輻射應力對潮流的作用，同時在懸沙輸運模型利用切應力方法來確定對流擴散方程中的泥沙源函數(shù)，底部剪切應力是通過波—流共同作用下的非線性模式計算得到。經過驗證計算結果與實測結果吻合較好，基本上再現(xiàn)了臺州灣當時的潮流場及懸沙濃度分布場。 在驗證的懸沙數(shù)學模型的基礎上，本文對臺州灣大小潮的懸沙濃度分布及懸沙運動情況進行了研究，并對大潮過程中，純潮流和波流共

3、同作用下的懸沙分布規(guī)律進行了比較與分析，定量分析了波浪在臺州灣懸沙運動中的作用，得出如下結論： 臺州灣的懸沙濃度在時間上呈現(xiàn)明顯的漲落潮和大小潮周期變化。漲潮時懸沙濃度自臺州灣向椒江口內遞增，濃度由椒江口內向口外濃度由高到低，呈放射狀分布；同時，大潮含沙量大于小潮含沙量。在NE向波浪作用下，在椒江河口純潮流和波流共同作用下的懸沙濃度分布差異不大，可以認為在該地區(qū)對泥沙懸浮與再懸浮起決定作用的是潮流，波浪的影響不大：在深水區(qū)，波浪