近岸潮流泥沙输运的三维数值模拟分析

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文近岸潮流泥沙输运的三维数值模拟illlllLIIttllLIlllllllllllllllllllllllllllllltUI摘要Y2692904河口海岸的泥沙输运问题是人类开发利用自然资源，从事各种生产活动必须要考虑的问题之一。河口泥沙的输运、沉降以及再悬浮等现象均具有三维性，采用潮流泥沙三维数学模型能够较为真实地模拟近岸河口潮流的运动特性以及悬浮泥沙与床沙之间的交换过程，因此，许多学者致力于这方面的研究，但由于泥沙运动相当复杂，其运动的机理、运动参数取值均具有不确定性。泥沙数值模拟还不

2、太成熟，预报精度相对较差，结合工程实际进行的算例也较少。本文在ECOMSED模型的水动力模块和泥沙输运模块的基础上，将三维潮流泥沙数学模型应用到工程实际海域中，对罗源湾潮流泥沙输运进行了三维数值模拟，具体工作内容和结论如下：(1)通过查阅国内外的大量文献，对三维潮流及其泥沙输运数学模型的研究方法、研究现状等有了较全面的了解。(2)分析罗源湾水文观测资料，掌握了源湾水域的自然状况，包括罗源湾的地形、气候特性、泥沙来源以及运移趋势、大小潮的水动力特性囱蟹{手o(3)选取2003年的实测半月潮，进行了海域潮流特性的数值模拟，

3、并将计算大、小潮K1-K3测点的表层、0．6H以及底层流速与实测情况进万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文行了对比分析，吻合良好。(4)结合罗源湾水动力以及泥沙输运特性，对泥沙参数进行敏感性分析，选取合理的运动参数。(5)在潮流模拟的基础上，结合原体观测泥沙浓度，给出开边界的泥沙输运条件，并考虑粘性泥沙的絮凝以及再悬浮过程，对罗源湾三维悬浮泥沙进行数值模拟。(6)计算模拟了1年的泥沙冲淤变化过程，为了便于与1999年-2003年的地形变化资料比较，对数值模拟1年的结果进行线性扩展获得4年淤积情况，给出了大、小潮KI,

4、--K3站点垂向平均浓度计算值以及淤积厚度等值线分布图，可以较好地反映罗源湾1999--,2003年水底地形的变化。(7)本文在罗源湾实际观测资料的基础上建立的潮流泥沙三维数学模型较为合理，能基本反映罗源湾泥沙输运的过程。(8)研究成果对近岸水域的三维潮流泥沙数值模型研究具有一定的参考价值。关键词：ECOMSED模型，三维数学模型，罗源湾，潮流，泥沙输运Ⅱ万方数据太原理工大学硕士研宄生学位论文THREE．Dn刀匣NSIONALM．腿RICALSMⅡ，ATIONOFTDALFLOWANDSEDIN住NTMOVEMENTN

5、EARSHOREABSTRACTTheproblemofsediment慨nsportmustbetakenintoconsiderationwhenhumandevelopandutilizenaturalresourcesandengageinvariousproductionactivitiesnearshore．Thetransport，depositionandresuspensionofsedimentisthreedimensional，three—dimensionalnumericalsimulati

6、onoftidalflowandsedimentmovementCancorrectlysimulatethemovementcharactersoffideandtheexchangeprocessbetweensuspendedsedimentandbedsand．Therefore，manystudiesfocusedonthisaspect,buttheprocessofsedimentmovementisquitecomplex，themechanismandmotionparametersofwhichar

7、euncertain．NumericalsimulationofsedimentiSnotmaim-e；whosepredictionaccuracyisrelativelypoorandtheexamplescombinedwithpracticalengineeringisless．BasedonthehydrodynamicmodelandsedimenttransportmoduleofECOMSEDmodel，tidalcurrentandsedimenttransportofLuoyuanBayisanal

8、yzedthrough3一Dnumericalsimulationoftidalflowandsedimentmovement，specificworkandconclusionsareasfOllows：(1)Onthebasisofagreatnumberofliteraturesathomeandabroad，haveamo