流域重大工程影響下長江口水動力數(shù)值分析.pdf

1、長江口地區(qū)由于受到潮流、波浪、徑流、風(fēng)等諸多動力因素的影響，其水動力機(jī)制以及由此產(chǎn)生的泥沙問題都非常復(fù)雜。因此，建立長江口數(shù)學(xué)模型來深入研究這些動力因素的影響以及它們之間的相互作用，具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實意義。本文分別采用SWEM2D模型，DELFT3D模型以及SWAN波浪譜模型對長江口的水流、波浪、泥沙以及岸灘演變進(jìn)行模擬。 本文首先利用SWAN無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模擬不同風(fēng)場下長江口波高分布，并利用Josson公式計算相應(yīng)的底部

2、切應(yīng)力和底部最大流速的分布。結(jié)果表明：底部最大流速和底部切應(yīng)力的變化是隨著波高和波浪周期的增加而增加。底部最大流速和底部切應(yīng)力對水深的變化更加敏感，而受波高的影響相對較小，所以最大的底流速和切應(yīng)力一般分布在水深最淺的淺灘上，說明波浪的主要作用是沖灘淤槽。 本文介紹了SWEM2D模型的理論及其計算原理，然后把它和SWAN波浪模型耦合起來，建立了波流共同作用下的長江口二維水流模型。根據(jù)精度和效率的需要，可以調(diào)整流場和波浪場的相互更新

3、時間，改變波流的耦合化程度。用長江口實測資料對模型進(jìn)行率定驗證，表明模型對水位流速的計算結(jié)果與實測值擬合較好。通過波浪對流場影響分析表明，對小潮和低潮位期間的影響較大，航道轉(zhuǎn)彎處CSW測站受波浪影響最大。接著建立了長江口風(fēng)暴潮模型。對9711期間長江口部分測站的水位驗證結(jié)果顯示，模型能夠比較好的模擬出臺風(fēng)問的增水情況。計算了深水航道工程前后，北槽的風(fēng)暴潮增水變化。結(jié)果表明：風(fēng)暴潮期間工程影響的范圍和幅度都較小，而波浪效應(yīng)遠(yuǎn)大于工程效應(yīng)。