河口最大浑浊带区域常出现近底高浓度现象,近底高浓度现象也被认为是航道、港口产生淤积的重要原因之一。长江河口深水航道每年需耗费巨资进行疏浚维护,同样面临着严重的航道淤积问题。近年来,在泥沙相关研究领域,数值模型手段已经成为了一种不可或缺的研究手段,不少学者致力于高浓度泥沙形成机制的研究与泥沙数值模型的开发。在长江口的泥沙数值模拟研究中,对浓度较低时刻的泥沙模拟已经发展得较为成熟,能够取得良好的模拟精度;而对高浓度时刻的泥沙模拟仍是一个难点,模拟结果往往较差。本文旨在进一步完善长江口泥沙模型机制,并使得模型对长江口近底高浓度泥沙的模拟能力得到一定的改善,本文的主要研究成果包括:1.通过一个基于FVCOM开发的一维模型,定量地确定了制约沉降对水体含沙量浓度的增加作用,但紊动抑制显著地改变了泥沙浓度的垂向结构,增强了水体层化,从而形成了较为明显的近底高浓度泥沙悬浮。与实测数据的对比结果显示,在一维模型模拟中制约沉降与紊动抑制作用的联合作用对近底高浓度悬浮泥沙模拟结果有显著的改善作用,模型能够较好地模拟大潮期间的长江口近底高浓度泥沙垂向剖面过程。2.进一步将制约沉降与紊动抑制作用加入一个适用于长江口的FVCOM三维模型中,结果显示制约沉降与紊动抑制在三维模型中的作用效果与在一维模型基本保持一致。但由于三维模型中的物理机制更为复杂,在加入制约沉降与紊动抑制后,模拟结果的底层泥沙浓度高值区会发生一定的位移。通过与实测数据时间序列对比,加入制约沉降与紊动抑制作用后的模型能较好地刻画大潮期间的近底高浓度过程,但与小潮期间的近底高浓度结果符合较差,分析认为在现场观测过程中,小潮期间出现的近底高浓度现象与大潮期间有着不同的形成机制,需要在将来的研究中做进一步的研究分析。3.通过对前人水槽实验结果的重新分析,得到了一个新的泥沙垂向紊动扩散系数与水流垂向紊动扩散系数比例系数α的表达式。将该比例系数应用到长江口FVCOM三维模型中并与未加入该比例系数的模拟结果对比,发现加入该比例系数后的模拟结果在低流速时刻底层泥沙的垂向扩散作用明显减小,近底层泥沙浓度得到明显提升;而在流速较大的时刻,加入该比例系数后模拟结果的底层泥沙的垂向扩散作用则有一定幅度的增大,近底泥沙浓度有轻微的下降。