海底滑坡诱发海洋内波实验研究

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1、海底滑坡诱发海洋内波实验研究ExperimentalStudyontheOceanicInternalWavesInducedbySeafloorLandslide学科专业：水利工程研究生：颜东谊指导教师：马斌副教授天津大学建筑工程学院二○一七年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的

2、说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：2017年12月9日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：2017年12月9日签字日期：2017年12月9日摘要中国南海地区因其特殊的地质构造及地理位置而成为地质研究、能源开发及地缘政治的焦点。海

3、洋内波是海洋中一种普遍的自然现象，可对水下声场形成干扰，对海洋平台及船舶造成冲击，所引起的密度跃层起伏及流场变化可使水下潜体的运动状态发生突变，甚至造成失事。南海地区常年存在稳定的密度跃层，具备海洋内波的生成与传播环境，海底滑坡作为海洋内波的重要激发源，大量存在于南海北部陆坡区，由海底滑坡诱发的海洋内波需引起关注。开展海底滑坡诱发内波的实验研究，对于掌握海底滑坡与海洋内波之间的相互响应关系、认识海底滑坡诱发内波的机制与特性等具有重要意义。基于南海的地形条件与海洋环境，对海底滑坡诱发海洋内波开展了物理实验，研究了贯穿式与非贯穿式海底滑坡诱

4、发内波的特性及传播规律，分析了不同因素对内波的特征及传播规律的影响，主要结论有：(1)贯穿式与非贯穿式海底滑坡诱发内波的时间序列结构具有明显的差异。贯穿式海底滑坡诱发内波在时间序列上可划分为稳态区、混合区和非稳态区，体积效应稳态内波是稳态区的主控内波；尾流效应非稳态内波是非稳态区主控内波；混合区通常发生内波垂向位移突增的现象。非贯穿式海底滑坡诱发内波在时间序列上仅存在稳态区和非稳态区。(2)海底滑坡诱发内波的影响因素有许多：滑坡体贯穿密度跃层时能诱发具有更大垂向位移的内波，滑坡体的体型、初始位置及滑移速度是内波垂向位移的主要影响因素；贯

5、穿式海底滑坡诱发内波的周期主要受滑坡体的滑移速度及斜坡倾角的影响，而非贯穿式海底滑坡诱发内波的周期则主要受滑坡体的体型和初始位置的影响；内波的波速与传播介质有关，实验结果表明，波速仅在内波的传播过程中发生变化。(3)海底滑坡诱发内波在传播90cm距离后，波形没有明显改变，但内波的波速约增大26%、首波高沿程衰减约25%。关键词：海底滑坡，海洋内波，两层流体，南海北部，模型实验IIIABSTRACTTheSouthChinaSeaisthefocusregionoftopographicresearch,energyexploration

6、andgeopolitics,duetoitsdistinctgeologicalstructureandgeographicallocation.Theoceanicinternalwaves(OIWs)areasortofcommonnaturalphenomenonwhichcaninterferewiththeunderwateracousticcommunicationandimpactonthemarineplatformsaswellasvessels.TheOIWs-causedfluctuationofdensityt

7、hermoclineandthevariationofcurrentfieldwouldinfluencethemotionofunderwatersubmersibles,orevenleadtowreckage.ThereisachronicdensitythermoclineintheSouthChinaSea,aregionprovedtobewithanappropriateenvironmentforthegenerationandpropagationofOIWs.Seafloorlandslides,asacrucial

8、sourceofOIWs,areabundantinthesouthernslopeoftheSouthChinaSea.Therefore,itisofgreatsignificancetofurther