黃河口懸浮泥沙擴散規(guī)律及其數(shù)值模擬研究.pdf

1、黃河三角洲處于河流與海洋相互作用的過渡帶，其陸海相互作用強烈，是黃河入海物質(zhì)的主要“匯”，同時還是這些入海物質(zhì)向渤海擴散的“源”。為了深入系統(tǒng)地研究黃河入海物質(zhì)(水、沙、營養(yǎng)鹽和主要污染物)的輸運、轉(zhuǎn)化和歸宿，本論文依托于“973”項目“中國典型河口-近海陸海相互作用及其環(huán)境效應”第四子課題“黃河三角洲海岸蝕積轉(zhuǎn)換機制和趨勢預測”，首先對黃河口2003年兩次黃河口海洋環(huán)境綜合調(diào)查數(shù)據(jù)資料進行詳細分析，研究了枯季的水文、泥沙基本特征，重點

2、討論了淡水擴散、鹽淡水混合、鹽水入侵過程、泥沙輸運、河口密度環(huán)流等；在此基礎上，將EOMSED數(shù)值模型應用到黃河口，根據(jù)黃河口的實際岸線和地形，建立了一個基于正交曲線網(wǎng)格的三維黃河口水沙輸運數(shù)值模型。通過與實測資料對比驗證，證明該模型可以較為真實的反映黃河口水沙擴散的基本情況。利用該模型成功的模擬了黃河口不同流量條件下水沙輸運的過程，得到了以下幾點結(jié)論： 1.1996年改道后，黃河口懸浮泥沙通量指向河口西北方，余流對泥沙的凈搬運

3、起到了重要影響，致使新河口向河口左側(cè)生長。而原清水溝流路時期河嘴向右側(cè)生長，與現(xiàn)行河嘴生長方向相反。 2.本文基于數(shù)值模型方法，首次通過計算對黃河口懸浮體鋒面出現(xiàn)的時刻、其分布形態(tài)以及形成的動力機制進行了詳細的探討。當近岸流場轉(zhuǎn)為漲潮流時，黃河入海泥沙羽狀流被海水項托，擴散范圍僅局限于河口東南側(cè)，此處隨徑流擴散的高濃度含沙羽狀流與海水之間形成一條懸浮體鋒面；而部分泥沙隨羽狀流繞過流場切變帶后受到遠岸端落潮流的影響向西北方向擴散，

4、此處隨潮流擴散的羽狀流與海水之間形成了另一條懸浮體鋒面，其形成機制與近岸端的懸浮體鋒面并不相同。當近岸流場轉(zhuǎn)流至落潮流時，入海泥沙隨羽狀流向河口西北擴散，受流場切變帶阻隔，大部分泥沙被阻擋在切變帶近岸側(cè)，形成隨徑流擴散的高濃度含沙羽狀流與海水之間的一條懸浮體鋒面；而部分泥沙繞過流場切變帶后隨遠岸端漲潮流向東南擴散，形成隨潮流擴散的高濃度泥沙羽狀流與海水之間的另一條懸浮體鋒面，流場切變帶的存在阻擋了泥沙向外散，使得泥沙沿流場切變帶在河口兩

5、側(cè)散沉積。 3.分析了不同流量條件下黃河口淡水擴散規(guī)律，指出不同流量狀態(tài)下黃河淡水都是以異輕羽狀流的形式向海擴散。低流量狀態(tài)下，淡水擴散伴隨著鹽淡水混合，河口水體總體而言屬于部分混合型，僅在河口前緣水體分層較為明顯；高流量狀態(tài)下，淡水擴散范圍較大，河口附近海區(qū)水體垂向分層明顯。 4.在低流量狀態(tài)下，模型模擬結(jié)果可以看出整個潮周期內(nèi)，河口攔門沙附近懸浮泥沙濃度均高于其兩側(cè)，然而在漲、落潮交替時發(fā)育最為充分。高、低流量狀態(tài)下