本文關(guān)鍵詞：Liverpool灣水沙輸運(yùn)及長(zhǎng)期地形演變數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人類(lèi)對(duì)河口海岸的改造活動(dòng)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐乃畡?dòng)力條件、泥沙輸運(yùn)及岸線演變?cè)斐梢欢ǖ挠绊?而水動(dòng)力、泥沙輸運(yùn)及地形的變化又反過(guò)來(lái)對(duì)海岸工程產(chǎn)生影響。自然條件變化和人類(lèi)活動(dòng)會(huì)引起海平面上升,近岸水動(dòng)力條件隨之改變,導(dǎo)致風(fēng)暴潮加劇、岸線侵蝕和潮灘范圍縮小等問(wèn)題,進(jìn)而對(duì)沿海區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)等產(chǎn)生重大影響。因此,研究自然條件變化對(duì)當(dāng)?shù)厮畡?dòng)力條件產(chǎn)生的影響及由此引起的泥沙輸運(yùn)改變和長(zhǎng)期地形演變,對(duì)保護(hù)河口海岸環(huán)境、更好地發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)具有重要意義。 本文改進(jìn)了二維TELEMAC開(kāi)源模型,據(jù)以對(duì)英國(guó)西北海岸Liverpool灣的水動(dòng)力、泥沙輸運(yùn)以及長(zhǎng)期地形演變進(jìn)行一系列的數(shù)值模擬和研究。主要包括：潮汐和波浪之間的相互影響；潮汐作用下的水沙輸運(yùn)；潮汐和波浪共同作用下的水沙輸運(yùn)；海平面上升對(duì)水沙輸運(yùn)的影響；以及潮汐、波浪及海平面上升共同作用下,Liverpool灣的長(zhǎng)期地形演變。 建立了一個(gè)改進(jìn)后的數(shù)學(xué)模型用于計(jì)算潮汐單獨(dú)作用下的泥沙輸運(yùn)。通過(guò)對(duì)TELEMAC-2D潮流模塊邊界源程序與SISYPHE模塊的泥沙粒徑源程序的分別改進(jìn),可在邊界輸入由多個(gè)分潮決定的時(shí)變自由水面與在所有網(wǎng)格上自定義泥沙粒徑。數(shù)值模擬表明,潮汐非對(duì)稱性是導(dǎo)致Liverpool灣泥沙向陸凈輸運(yùn)的重要因素。 通過(guò)對(duì)TELEMAC-2D潮流模塊、TOMAWAC波浪模塊與SISYPHE泥沙輸運(yùn)模塊的重組,建立了一個(gè)既能考慮潮汐與波浪之間的相互影響,又能考慮到波浪的掀沙作用和直接輸沙作用的泥沙輸運(yùn)模型。分析表明,Liverpool灣內(nèi)潮汐對(duì)波浪的作用主要體現(xiàn)在,潮位和流向變化影響波浪的傳播過(guò)程與變形破碎,波-流同向?qū)⒚黠@削弱波浪變形和破碎效應(yīng),而波-流逆向?qū)⑹共ɡ俗冃魏推扑樾?yīng)略有增強(qiáng)。近岸波浪的部分能量通過(guò)輻射應(yīng)力轉(zhuǎn)化形成波生沿岸流,進(jìn)而改變近岸流場(chǎng)。而波浪輸沙作用則主要集中在波浪變形破碎的淺水地帶,“波浪掀沙、潮流輸沙”是潮流與波浪共同作用下近岸泥沙輸運(yùn)的主要機(jī)制,并因波浪掀沙作用而具有顯著的非線性效應(yīng)。 建立了一個(gè)考慮海平面上升的泥沙輸運(yùn)模型,模擬研究了相對(duì)海平面上升對(duì)河口海岸水動(dòng)力和泥沙輸運(yùn)帶來(lái)的影響。結(jié)果表明,在海平面上升50cm的條件下,潮差和流速的改變并不大,但波浪變形-破碎帶會(huì)明顯向陸偏移,從而導(dǎo)致Liverpool灣內(nèi)泥沙更容易向岸和Mersey等河口凈輸運(yùn)。 建立了一個(gè)同時(shí)考慮潮汐、波浪和海平面上升等因素作用下的海床長(zhǎng)期演變模型。模型采用“輸入精簡(jiǎn)法”將長(zhǎng)期水動(dòng)力過(guò)程歸類(lèi)精簡(jiǎn)為若干個(gè)對(duì)長(zhǎng)期地形演變起主要作用的“代表潮汐”和“代表波浪”；同時(shí)在模型中引入“并行在線法”和“地形因子”模擬計(jì)算了多種“代表波-潮”共同作用下的泥沙輸運(yùn)與地形演變,顯著提高了計(jì)算效率。研究表明,若不考慮海平面上升影響,則通常情況下深槽內(nèi)及海岸線附近以侵蝕為主,河口內(nèi)以淤積為主；在風(fēng)暴情況下,河口內(nèi)會(huì)發(fā)生沖刷。海平面上升會(huì)顯著影響河口外波浪變形-破碎帶附近的地形演變,岸線侵蝕也更為嚴(yán)重。
【關(guān)鍵詞】：泥沙輸運(yùn) 長(zhǎng)期地形演變 潮汐 波浪 海平面上升
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TV148
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 目錄10-13
• 1 緒論13-28
• 1.1 論文背景及研究意義13-14
• 1.2 研究區(qū)域14-18
• 1.2.1 地理概況14-16
• 1.2.2 潮汐16-17
• 1.2.3 波浪17
• 1.2.4 海平面上升17-18
• 1.2.5 岸線演變18
• 1.3 研究現(xiàn)狀18-26
• 1.3.1 波浪和潮汐相互影響與共同輸沙18-21
• 1.3.2 海平面上升作用于河口海岸動(dòng)力過(guò)程21-23
• 1.3.3 河口海岸地形長(zhǎng)期演變23-25
• 1.3.4 存在問(wèn)題25-26
• 1.4 研究?jī)?nèi)容26-28
• 2 水動(dòng)力與泥沙輸運(yùn)數(shù)學(xué)模型28-47
• 2.1 Telemac-2D潮流模塊30-35
• 2.1.1 控制方程30-31
• 2.1.2 方程離散與求解31-33
• 2.1.3 模型驗(yàn)證33-35
• 2.2 TOMAWAC波浪模塊35-41
• 2.2.1 控制方程35-38
• 2.2.2 方程離散求解38-39
• 2.2.3 模型驗(yàn)證39-41
• 2.3 SISYPHE泥沙輸運(yùn)模塊41-45
• 2.3.1 推移質(zhì)輸運(yùn)和造床41-42
• 2.3.2 懸移質(zhì)輸運(yùn)和造床42
• 2.3.3 模型驗(yàn)證42-45
• 2.4 本章小結(jié)45-47
• 3 潮汐和波浪作用下的水沙輸運(yùn)47-80
• 3.1 潮汐作用下的水沙輸運(yùn)47-62
• 3.1.1 潮汐作用下的水動(dòng)力48-59
• 3.1.2 潮汐作用下的泥沙輸運(yùn)59-60
• 3.1.3 “代表潮汐”60-62
• 3.2 潮汐和波浪共同作用下的泥沙輸運(yùn)62-77
• 3.2.1 潮汐對(duì)波浪的影響65-68
• 3.2.2 波浪對(duì)潮汐的影響68-70
• 3.2.3 潮流波浪共同作用下的泥沙輸運(yùn)70-77
• 3.3 本章小結(jié)77-80
• 4 海平面上升對(duì)水沙輸運(yùn)的影響80-99
• 4.1 對(duì)岸線的影響80-84
• 4.2 對(duì)潮差的影響84-85
• 4.3 對(duì)流速的影響85-87
• 4.4 對(duì)波高的影響87-89
• 4.5 對(duì)泥沙輸運(yùn)的影響89-92
• 4.6 對(duì)河口凈輸沙的影響92-97
• 4.7 本章小結(jié)97-99
• 5 Liverpool灣的長(zhǎng)期海床演變99-113
• 5.1 潮流和波浪作用下海床長(zhǎng)期演變模型構(gòu)建99-104
• 5.2 海床長(zhǎng)期演變模型在Liverpool灣的應(yīng)用104-107
• 5.3 海平面上升對(duì)Liverpool灣海床長(zhǎng)期演變的影響107-111
• 5.4 本章小結(jié)111-113
• 6 結(jié)論與展望113-117
• 6.1 主要結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)113-116
• 6.1.1 主要結(jié)論113-114
• 6.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)114-116
• 6.2 展望116-117
• 參考文獻(xiàn)117-126
• 個(gè)人簡(jiǎn)介126
• 博士在讀期間獲得榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)126
• 博士在讀期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文126
• 博士在讀期間參與科研項(xiàng)目126

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 Athanasios N.(Thanos)Papanicolaou;Mohamed Elhakeem;George Krallis;Shwet Prakash;John Edinger;李國(guó)棟;葉小梅;;泥沙輸運(yùn)模擬綜述——現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J];力學(xué)進(jìn)展;2010年03期

2 陳子q

本文編號(hào)：314010