三維泥沙模型及其在港口航道工程建設(shè)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟建設(shè)的飛躍式發(fā)展，國民經(jīng)濟的快速增長，港口航道擴容日益迫切，但是，航道建設(shè)過程中會產(chǎn)生大量不利于海洋動植物生長的污染物，其中主要為泥沙等物質(zhì)。在航道建設(shè)過程中產(chǎn)生的懸浮泥沙會給海洋浮游植物動物的生存環(huán)境造成影響，同時泥沙輸運對于航道的維護也有很重要的影響。因此，對于泥沙的研究有非常重要的實際意義。 本文利用先進的三維泥沙輸運擴散模型ECOMSED，同時引進WAVE模塊，模擬分析了海陽港航道建設(shè)過程中泥沙輸運規(guī)律，同時

2、分析了波浪對泥沙輸運的影響，對航道海洋環(huán)境的影響。此外，對泥沙輸運過程中的再懸浮和沉降過程在泥沙輸運過程中的影響做了初步的探討，分析了不同物理過程下對海洋環(huán)境的影響。同時，本文分析了實際海洋工程作業(yè)過程中不同作業(yè)方式下泥沙輸運對海洋環(huán)境地影響。 本文主要分為四部分：(1)在面源開挖作業(yè)下，即34條船同時開挖，考慮再懸浮過程下泥沙輸運規(guī)律；(2)在采用面式開挖方式，不考慮再懸浮過程下的泥沙輸運規(guī)律；(3)在浪流共同作用下的泥沙運動

3、規(guī)律；(4)點源開挖方式下，即1條船連續(xù)開挖，泥沙輸移規(guī)律。 本模式采用先進的ECOMSED模型，用這個模型計算了鳳城海域的三維正壓風海流及潮流的流場，作為泥沙輸運模式(SED)的輸入。在泥沙的數(shù)值模擬方面，采用了求解對流擴散方程方式，在數(shù)值計算時采用ADI方法，第一步求解對流過程，第二步求解擴散過程。在這兩步計算完畢后就可以計算出各個網(wǎng)格點的泥沙濃度，進而通過海底的再懸浮、沉降過程計算出海底侵蝕。 海陽港作為海陽市的經(jīng)

4、濟中心，對該地區(qū)的環(huán)境經(jīng)濟有很大的影響，所以了解該港口開發(fā)過程中的泥沙輸運過程有很積極的意義。本文模擬了兩種開挖方式下泥沙輸運規(guī)律，同時在第一種情況，即線源開挖建設(shè)時討論了三種情況，分別為考慮和不考慮再懸浮，考不考慮波浪作用。 通過對不同條件下的泥沙數(shù)值模擬，我們發(fā)現(xiàn)在考慮再懸浮過程后，泥沙的濃度比不考慮再懸浮高，但泥沙的輸運主要還是由潮流場來影響；在考慮浪流相互作用下，波浪攜沙作用很明顯，其濃度比未考慮波浪作用高出近一倍。本文