本文關(guān)鍵詞：長(zhǎng)江口深水航道工程南導(dǎo)堤越堤水通量時(shí)空變化數(shù)值研究

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【摘要】：長(zhǎng)江河口為中國(guó)最大的河口,三級(jí)分汊,四口入海,豐水多沙。為提高長(zhǎng)江口通海航道水深,自1997年起在北槽河段實(shí)施了深水航道整治工程,并于2010年正式交工。工程主體包括雙導(dǎo)堤以及丁壩群,工程的建設(shè)使南北槽的水動(dòng)力條件、河床地形以及泥沙輸運(yùn)等發(fā)生顯著變化。工程結(jié)束后,北槽深水航道出現(xiàn)明顯的泥沙回淤問(wèn)題。針對(duì)回淤泥沙可能的來(lái)源,眾多學(xué)者從多角度、利用多種技術(shù)手段進(jìn)行了分析研究,并取得系列成果。但對(duì)于南導(dǎo)堤的擋沙功能,以及要否提高南導(dǎo)堤緩解北槽深水航道的回淤壓力有爭(zhēng)議。顯然,研究長(zhǎng)江河口深水航道整治工程不同階段南、北槽水沙交換特點(diǎn)具有重要的應(yīng)用價(jià)值和科學(xué)意義。本研究依據(jù)實(shí)際的地形資料,利用適合于河口地區(qū)的FVCOM數(shù)值模型,對(duì)長(zhǎng)江口深水航道工程后北槽南導(dǎo)堤的越堤水通量進(jìn)行了模擬研究。在此基礎(chǔ)上,分析了南導(dǎo)堤加高對(duì)南北槽分流比以及北槽關(guān)鍵斷面輸沙量的影響,并且從潮位和斷面流速兩個(gè)方面對(duì)影響越堤水通量變化的因素進(jìn)行了初步的探討。通過(guò)上述工作,我們發(fā)現(xiàn)：1.在深水航道整治工程之前,南北槽之間橫向水流交換凈通量,在北槽上段和中段指向北槽,在北槽下段指向南槽；在深水航道整治工程之后,南導(dǎo)堤全段越堤水凈通量指向北槽。工程之后南導(dǎo)堤越堤水通量的沿程分布主要特征為：以S4-S5段為界,上半段逐漸減小,下半段逐漸增大,上半段凈通量小于下半段凈通量。工程之后南導(dǎo)堤越堤水通量在季節(jié)上變化不大,洪季比枯季總凈通量略高；在潮周期內(nèi)變化較大,越堤單寬凈水通量在大潮期間的波動(dòng)幅度大于在小潮期間的波動(dòng)幅度,大潮期間的單寬凈水通量最大值約為小潮期間最大值的2倍。從越堤凈水通量的總量來(lái)看,一期工程之后總量顯著減小,減小幅度為21.7%,二期工程后顯著增大,增大幅度為43.3%,三期工程后基本維持不變。2.討論南導(dǎo)堤加高至5m的工況,通過(guò)計(jì)算,在南導(dǎo)堤加高5m的情況下,北槽漲潮分流比變化較大,入口處減小0.8%,出口處增大1.6%,而入口及出口落潮分流比均小幅增大。3.潮位的變化與越堤水凈通量的變化具有顯著的線性相關(guān)關(guān)系,研究中導(dǎo)堤上段和下段兩個(gè)控制點(diǎn)的潮位與越堤水凈通量的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到了0.87和0.94。長(zhǎng)江口深水航道整治不同工程階段南導(dǎo)堤越堤水通量研究成果有助于人們深入開(kāi)展南導(dǎo)堤越堤沙通量的研究,能為人們客觀評(píng)價(jià)南導(dǎo)堤的擋沙功能、科學(xué)詮釋深水航道回淤泥沙來(lái)源打好基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：北槽 南導(dǎo)堤 越堤水通量 時(shí)空變化 FVCOM
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U612.2
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-16
• 第1章 緒論16-23
• 1.1 研究意義16-17
• 1.2 研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 研究思路20-21
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容21-23
• 第2章 FVCOM數(shù)值模型的設(shè)置及驗(yàn)證23-38
• 2.1 FVCOM數(shù)值模型簡(jiǎn)介23-30
• 2.1.1 σ坐標(biāo)系下的控制方程組24-25
• 2.1.2 二維垂直積分方程25-26
• 2.1.3 湍流模型26-27
• 2.1.4 有限體積離散方法27-28
• 2.1.5 導(dǎo)堤-丁壩模塊介紹28-30
• 2.2 FVCOM數(shù)值模型的設(shè)置30-32
• 2.2.1 計(jì)算區(qū)域30-31
• 2.2.2 邊界條件31-32
• 2.2.3 初始條件32
• 2.3 FVCOM數(shù)值模型的驗(yàn)證32-37
• 2.3.1 潮位驗(yàn)證33
• 2.3.2 流速、流向、鹽度驗(yàn)證33-35
• 2.3.3 單寬凈通量驗(yàn)證35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 長(zhǎng)江口北槽越堤水通量時(shí)空變化特征38-50
• 3.1 越堤水通量沿程變化特征38-44
• 3.1.1 枯季越堤水通量沿程變化特征38-41
• 3.1.2 洪季越堤水通量沿程變化特征41-44
• 3.2 越堤水通量隨時(shí)間變化特征44-47
• 3.2.1 全導(dǎo)堤越堤水通量隨時(shí)間變化特征44-45
• 3.2.2 導(dǎo)堤典型位置越堤水通量隨時(shí)間變化特征45-47
• 3.3 本章小結(jié)47-50
• 第4章 工程后北槽及鄰近區(qū)域關(guān)鍵斷面水通量分析50-69
• 4.1 工程前后北槽及鄰近區(qū)域關(guān)鍵斷面水通量分析50-57
• 4.2 南導(dǎo)堤加高對(duì)北槽及鄰近區(qū)域關(guān)鍵斷面通量分析57-68
• 4.2.1 南導(dǎo)堤加高后南北槽分流比的變化57-59
• 4.2.2 南導(dǎo)堤加高后南北槽關(guān)鍵斷面流速變化59-61
• 4.2.3 南導(dǎo)堤加高前后南北槽關(guān)鍵斷面輸沙量的變化61-68
• 4.3 本章小結(jié)68-69
• 第5章 討論及結(jié)論69-77
• 5.1 討論69-71
• 5.1.1 潮位對(duì)越堤水通量的影響69-70
• 5.1.2 流速對(duì)越堤水通量的影響70-71
• 5.2 結(jié)論71-75
• 5.3 不足與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 附錄81-82
• 致謝82

【相似文獻(xiàn)】

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