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辐射沙脊群区域形成和演变分析及相关围填建港工程二维水沙数值模拟

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状

1.2.1 潮流沙脊的研究现状

1.2.2 辐射沙洲的发展形成进程

1.2.3 潮流泥沙数学模型的研究现状

1.3 本文的主要工作

第二章 辐射沙脊群的演变过程及形成机理

2.1 苏北辐射沙脊群的历史演变

2.1.1 潮波系统

2.1.2 长时间跨度的潮波系统以及岸线地形演变为现代辐射沙脊地形提供物质条件

2.2 苏北辐射沙脊群的形成过程

2.2.1 起动的泥沙滞后于最大潮流形成最初的物质堆积

2.2.2 与沙脊斜交的潮流流向将物质往沙脊脊顶辅聚

2.2.3 次生纵轴横向环流对沙脊发育的影响

2.2.4 关于现代潮流沙脊形成的过程推想

2.2.5 潮流沙脊发育阶段的划分设想

第三章 二维潮流泥沙模型的建立

3.1 二维潮流泥沙数学模型理论

3.1.1 水流模块模型理论

3.1.2 泥沙模块模型理论

3.2 建港区域规划情况及相应水沙自然条件

3.2.1 潮汐、潮流特征

3.2.2 波浪

3.2.3 含沙量分布及悬沙颗粒特征

3.2.4 底质分布

第四章 造港区域水沙模拟验证及结果分析

4.1 模型区域设置及边界条件

4.2 大模型潮位验证

4.3 小模型潮位以及流速、流向验证

4.4 小模型大潮含沙量验证

4.5 工程前后流速流向对比

4.5.1 大洋港深槽与小庙洪水道水动力变化

4.5.2 三沙洪水道水动力变化

4.5.3 冷家沙外侧附近水域水动力变化

4.5.4 建港区域以北烂沙洋水域水动力变化甚微

4.5.5 工程前后潮流场的变化

4.6 工程后港区淤积形式分析

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

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摘要

苏北南黄海辐射沙脊群位于南黄海西侧江苏苏北沿岸水深30m以浅区域,是中国沿海最具特色的近岸潮流沉积体系,具有独特的地形构造。以琼港为中心的辐聚散潮流场塑造了这一独特地形,潮流的复杂性以及粉砂底质起悬沉降快的特性使得此区域的水动力及泥沙环境十分复杂。有必要对该区域辐射沙脊群的形成以及演化做出研究。
  同时由于地区港口建设需求强烈,辐射沙脊海域南缘潮流条件以及局部区域沟槽水道冲淤趋势稳定,沟槽水道条件适宜建港,顺沿沙脊浅滩进行围填造港工程不失为一项良好选择。为了评估辐射沙洲区域填海造港工程对辐射沙脊群海域内水、沙条件的影响,有必要建立数学模型模拟工程前后该海域潮流、泥沙环境的变化情况。
  本文从宏观上分析了苏北辐射沙脊群的历史演变情况,对其形成机理做出了定性的总结;同时本文也借助南通市通州湾造港工程规划构建二维潮流泥沙模型,进行水流泥沙数值模拟,对工程前后水动力及泥沙运动情况进行对比分析,以期得出造港工程对周围水动力环境以及辐射沙脊群整体潮流场的影响,预测工程实施后水道深槽冲淤情况,从而验证通州湾造港工程的实际可行性。
  演变历史分析及形成机理解释对该区域地质地貌情况做出了总结,具有一定参考价值;数模计算结果可见建港工程对局部区域内水动力条件影响明显,对大范围潮流场影响甚微,港区规划内预测泥沙淤积量在接受范围以内,对建港工程的可实施性予以了肯定。

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