沙质海岸的泥沙运动及岸滩演变是海岸动力学研究的重要课题。本文在全面考虑各种水沙运动机理的基础上建立了沙质海岸三维泥沙输运和岸滩演变数值模型，并利用大量实验室和现场数据对模型进行了验证。论文的具体研究内容和结论如下。
　　（1）从拉格朗日波浪解出发，推导了考虑海底坡度影响的新型三维辐射应力公式，该公式可以更好地满足辐射应力梯度与静压梯度的平衡，而且在推导过程中保证了自由表面处波浪压力瞬时为零的合理边界条件。
　　（2）基于FVCOM水动力模型和SWAN波浪模型，发展了一个非结构化网格三维波流实时耦合模型。水动力和波浪模型的数据交换利用MCT耦合器实现。模型综合考虑了三维辐射应力、波面水滚、波流共同作用下的水平涡粘系数和底部切应力。
　　（3）通过近岸流算例对建立的波流耦合模型进行了验证，结果表明模型可以较好地模拟各种波生近岸流现象。另外，比较了四个辐射应力公式在模拟近岸流时的表现。模拟结果表明，采用不同公式模拟得到的波高及波浪增减水分布基本一致，波生沿岸流也相差不大，均与实测数据吻合。但在底部离岸流及近岸复杂裂流的模拟中，本文推导的新型三维辐射应力公式相比其他公式给出了更为令人满意的结果。
　　（4）在波流耦合模型的基础上建立了三维非粘性泥沙输运和岸滩演变数学模型。模型中悬移质输沙采用三维对流扩散方程进行求解，悬移质与床面泥沙交换以源、汇项的形式体现，同时模型考虑了泥沙浓度对流体密度的影响和波流共同作用下泥沙扩散系数等。推移质输沙计算则充分考虑了波浪速度不对称性、加速度不对称性和底坡的影响。泥沙模型计算的悬移质冲刷和淤积通量以及推移质输沙率均用于计算地形的演变，而地形变化也会反馈给波浪模型、水动力模型和泥沙模型，实现了波流动力、泥沙与地形演变的耦合过程模拟。
　　（5）采用大量实验室和现场数据对建立的三维泥沙输运和岸滩演变模型进行了验证。模拟算例包括沙槽迁移、沙坝迁移、防波堤掩护下的岸线演变、T型堤附近的岸滩演变、多组分泥沙输运以及现场尺度的岸滩演变。模拟结果表明，本文所建立的模型可以合理模拟大浪和常浪两个时期的岸滩剖面变化，以及横向和沿岸两个方向的泥沙输运。模型可以用于描述较大时空尺度的近岸岸滩变化。