本文選題：長(zhǎng)江口深水航道　切入點(diǎn)：導(dǎo)堤-丁壩模塊　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：本文利用FVCOM模型建立了長(zhǎng)江口深水航道三維水動(dòng)力、鹽度數(shù)值模型，對(duì)深水航道整治工程不同階段的水流、鹽度運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行模擬研究，并結(jié)合實(shí)測(cè)資料對(duì)近底泥沙運(yùn)動(dòng)和航槽淤積進(jìn)行了分析。本文具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下： 1、采用FVCOM中的導(dǎo)堤-丁壩模塊，對(duì)上挑形淹沒(méi)丁壩附近的水流進(jìn)行數(shù)值模擬，并與已有物理模型試驗(yàn)觀(guān)測(cè)到的自由水面線(xiàn)和流速分布資料進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，模型能夠合理描述潛堤頂部過(guò)水現(xiàn)象，反映潛堤附近三維環(huán)流特征。 2、為了方便快捷地建立長(zhǎng)江口深水航道工程地形系統(tǒng)，建立了專(zhuān)門(mén)用于尋找潛堤節(jié)點(diǎn)及單元對(duì)應(yīng)關(guān)系的算法，優(yōu)化了大型工程項(xiàng)目中對(duì)于窄堤算法的運(yùn)用。收集大量實(shí)測(cè)地形資料，并對(duì)測(cè)量資料進(jìn)行基面轉(zhuǎn)換統(tǒng)一到黃�；�，建立了長(zhǎng)江口深水航道不同工期的地形。 3、利用2012年洪季長(zhǎng)江口實(shí)測(cè)潮位、流速流向、鹽度資料對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行合理性驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明，本文所建立的FVCOM數(shù)學(xué)模型能夠較好的反映長(zhǎng)江口水動(dòng)力、鹽度場(chǎng)變化規(guī)律。 4、深水航道整治工程不同階段的水動(dòng)力模擬結(jié)果表明，長(zhǎng)江口深水航道工程整治建筑物區(qū)間內(nèi)存在大量平面環(huán)流與垂向環(huán)流，航道兩側(cè)的近底橫流現(xiàn)象比較明顯，，這些復(fù)雜的水流運(yùn)動(dòng)有利于淺灘泥沙進(jìn)入航槽沉積。。 5、不同工況的流線(xiàn)分析與質(zhì)點(diǎn)追蹤結(jié)果表明，新瀏河潛堤工程的建設(shè)可能使三期工程后南北槽分流口處落潮流向南偏轉(zhuǎn)，北槽落潮的分流比有所減小，而且分流比減小與新瀏河潛堤工程南沙頭通道限流段高程偏高有一定關(guān)系。 6、采用2012年洪季水位和流量邊界條件，分別模擬一期，二期，三期不同工況時(shí)長(zhǎng)江口深水航道工程的鹽度場(chǎng)，分別從鹽度的全場(chǎng)變化和南北槽的局部變化，深水航道沿程垂向鹽度等方面分析了從一期到三期的鹽度變化趨勢(shì)。 7、結(jié)合實(shí)測(cè)近底懸沙數(shù)據(jù)，進(jìn)一步推算長(zhǎng)江口深水航道內(nèi)泥沙近底分布情況，并對(duì)深水航道拐彎段近底泥沙運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了計(jì)算及分析。計(jì)算結(jié)果表明，三期工況下洪季期間（5月~9月），拐彎段內(nèi)由兩側(cè)淺灘進(jìn)入航槽內(nèi)的泥沙量按疏浚密度1690kg/m3折合高達(dá)3200萬(wàn)方，是造成長(zhǎng)江口深水航道淤積嚴(yán)重的重要原因。
[Abstract]:In this paper, the three-dimensional hydrodynamic and salinity numerical model of the Yangtze Estuary deepwater channel is established by using the FVCOM model. The flow and salinity movement in different stages of the deepwater channel regulation project are simulated and studied. Combined with the measured data, the near bottom sediment movement and the sediment deposition in the channel are analyzed. The specific contents and conclusions of this paper are as follows:. 1. A numerical simulation of the flow near the submerged spur dike with the guide dike and dike module in FVCOM is carried out, and it is compared with the free water surface profile and the velocity distribution data observed in the physical model test. The model can reasonably describe the overflowing phenomenon at the top of the submersible embankment and reflect the three-dimensional circulation characteristics near the submerged embankment. 2. In order to establish the topographic system of the Yangtze Estuary deepwater channel project conveniently and quickly, an algorithm for finding the corresponding relationship between the node and the unit of the submersible embankment is established. This paper optimizes the application of narrow embankment algorithm in large engineering projects, collects a large number of measured topographic data, and unifies the surveying data to Huang Hai's base surface, and establishes the topography of the Yangtze Estuary deepwater channel during different periods. 3. Using the measured tidal level, velocity direction and salinity data in the Changjiang Estuary in the flood season of 2012, the established mathematical model is verified. The results show that the FVCOM mathematical model established in this paper can reflect the hydrodynamic force of the Changjiang Estuary well. Variation of salinity field. 4. The hydrodynamic simulation results at different stages of the regulation project of deep water channel show that there are a large number of plane circulation and vertical circulation in the regulation building section of Yangtze Estuary deepwater channel engineering, and the phenomenon of near bottom cross flow on both sides of the channel is obvious. These complex flow movements facilitate the shoal sediment to enter the channel sediment. 5. The results of streamline analysis and particle tracing under different working conditions indicate that the construction of the new Liuhe submersible embankment project may make the downtrend of the north and south channels deflect to the south after the third phase of the project, and the shunt ratio of the north trough to the tide will be reduced. And the decrease of the diversion ratio is related to the high elevation of the limited section of Nansha Tou channel of Xinliuhe submersible embankment project. 6. Using the boundary conditions of water level and discharge in the flood season of 2012, the salinity field of the Yangtze Estuary Deepwater Channel Project is simulated in the first, second and third stages, respectively, from the full field of salinity to the local variation of the north and south channels. The variation trend of salinity is analyzed from the first stage to the third period in the vertical salinity along the deep water channel. 7. Based on the measured data of near-bottom suspended sediment, the distribution of sediment near bottom in the deep channel of the Yangtze Estuary is further calculated, and the near bottom sediment movement in the bend section of the deep water channel is calculated and analyzed. The results show that, During the period of flood season (May ~ September), the amount of sediment entering the channel from both sides of shoal in the bend section according to the dredged density 1690kg/m3 is as high as 3200 square, which is the important reason for the serious siltation of deep water channel in the Changjiang Estuary.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U612

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本文編號(hào)：1663331