地球表面积5亿多平方公里,其中海水占地球总面积的71%。随着人类发展、社会进步,土地资源越发稀缺。人们慢慢将目光投入到海洋当中,通过对海洋资源的开发,来满足生存发展的空间保持充足。海洋资源利用最常用的方式是填海造地,而人工岛作为填海造地诸多形式之一,对于临海城市扩大土地资源、同时还能利用海洋资源有着重要的地位。然而有的人工岛是独立填海而成的小岛,用支撑物或构造体的柱状物来支撑其整体。这样的建设必然会影响海区桥梁附近或者工程区附近的河口处的潮流与泥沙冲淤的特性。因此,利用数学模型分析工程前后的水力及泥沙冲淤特性,对人工岛的建设具有重要的意义。本文研究背景为凌水湾海区拟建人工岛,利用平面二维数学模型拟凌水湾海区水域在建设人工岛前、后的潮流及泥沙冲淤变化情况,进而总结人工岛对凌水湾海区潮流和冲淤的影响。研究的主要成果如下:(1)本文根据凌水湾实测水文地形资料,从二维泥沙运输基本理论和基本方程出发,建立了波浪潮流共同作用下的泥沙数学模型,拟用该模型对凌水湾潮流泥沙进行数值模拟。采用不规则三角单元的有限节点模式数值离散方法,并通过水滴坍塌、收缩渠道中的溃坝、渤海潮流场模拟三个算例,对该模型进行验证。验证结果较好,利用该模型加之软件的计算,能够很好准确的模拟潮位变化过程。(2)潮流是海岸河口主要考虑的水动力因素之一。为了解海岸河口潮流场特性,一般采用物理模型实验模拟和数值模拟的方法,这两种方法都涉及到开边界的问题。本文介绍两种用于预测潮汐变化从而获得开边界条件的模式,即大洋潮汐同化模式(TPXO)和调和分析模式(调和分析模式也叫做中国近海模式),并对其在近海海域预测的准确性进行对比分析。结果表明:两种模式均能较好的拟合实测数据,调和分析模式在近海海域的精度更高,更适合计算河口潮流场模拟的开边界条件。(3)利用波浪潮流共同作用下的泥沙数学模型,分别对凌水湾的流场和泥沙冲淤进行模拟分析。通过数值模型模拟分析了凌水湾填海工程建设前后填海区水流特征以及填海工程建桥前后河道冲淤的变化。计算结果表明,区内潮流呈明显的往复流形态,涨急流速大于落急流速;桥墩的阻水作用较小,桥墩处的冲刷深度也较小。分析表明:工程建成后对竖窄河道处的冲刷有所影响,但影响不大,4座桥建成后对流速场和潮位几乎无影响。