海湾的地貌特征数值模拟

作     者：李庆远 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邹志利

授予年度：2018年

学科分类：07[理学] 0707[理学-海洋科学] 

主      题：数值模拟 海湾 水东湾 黄茅海 

摘      要：海湾是一面为大海,其他三面环绕陆地的海洋水域。采用合理的方法研究海湾,对于海湾的综合利用开发意义重大。采用数值模拟的方法,对两种不同类型的海湾的动力地貌特征演变进行分析。本文采用潮流和地形演变相互耦合的数学计算模型,给出了模型的差分格式和离散方法。为确保计算模型的准确性,需对模型进行验证,水动力方面通过将潮位和流速的模拟值与Mike21模拟结果相对比来验证,泥沙输移计算模型通过与黄河口拦门沙实测结果对比来验证,地形演变模型通过与高抒等的模拟结果相对比来验证。以理想化的泻湖型海湾为模拟对象,通过改变模型的参数来研究泻湖湾地形演变的影响因素。这些因素包括:径流流速、河流输沙量、潮位以及输沙模式。以水东湾地貌形态演变为模拟对象,分别考虑了全沙输沙、推移质输沙和悬移质输沙三种输沙情况,对水东湾涨潮三角洲(大洲岛)的形成和演化过程进行了计算模拟。模拟表明,湾中岛是涨潮流作用下,泥沙在泻湖内不断淤积而形成的,全沙输沙模式能代表湾内的泥沙运用,得到了湾中岛形成的物理过程及演化特征。研究再现了大洲岛的形成过程,对揭示泻湖型海湾地貌的形成机理提供探索。以河口型海湾黄茅海为模拟对象,通过数值模拟的方法,分别考虑了多种不同的输沙情况,模拟在径流和潮流双重作用下,1936年前黄茅海湾内地貌形态(浅滩、深槽)的形成过程以及1936年后黄茅海地貌形态的演化情况。全沙输沙模式和推移质输沙模式均再现了1936年前后黄茅海湾内地貌特征的形成及演化过程,而单独悬移质输沙模式却没有,这些结果表明采用全沙输沙模式更适合地形形态的再现模拟。