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

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【摘要】：長江河口為中國最大的河口,三級分汊,四口入海,豐水多沙。為提高長江口通海航道水深,自1997年起在北槽河段實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)明顯的泥沙回淤問題。針對回淤泥沙可能的來源,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議。顯然,研究長江河口深水航道整治工程不同階段南、北槽水沙交換特點具有重要的應(yīng)用價值和科學(xué)意義。本研究依據(jù)實際的地形資料,利用適合于河口地區(qū)的FVCOM數(shù)值模型,對長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方面對影響越堤水通量變化的因素進(jìn)行了初步的探討。通過上述工作,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幅度大于在小潮期間的波動幅度,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,通過計算,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)堤上段和下段兩個控制點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展南導(dǎo)堤越堤沙通量的研究,能為人們客觀評價南導(dǎo)堤的擋沙功能、科學(xué)詮釋深水航道回淤泥沙來源打好基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：北槽 南導(dǎo)堤 越堤水通量 時空變化 FVCOM
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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 本文研究內(nèi)容21-23
• 第2章 FVCOM數(shù)值模型的設(shè)置及驗證23-38
• 2.1 FVCOM數(shù)值模型簡介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)值模型的驗證32-37
• 2.3.1 潮位驗證33
• 2.3.2 流速、流向、鹽度驗證33-35
• 2.3.3 單寬凈通量驗證35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 長江口北槽越堤水通量時空變化特征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 越堤水通量隨時間變化特征44-47
• 3.2.1 全導(dǎo)堤越堤水通量隨時間變化特征44-45
• 3.2.2 導(dǎo)堤典型位置越堤水通量隨時間變化特征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 潮位對越堤水通量的影響69-70
• 5.1.2 流速對越堤水通量的影響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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