长江口三维悬沙数值模拟研究

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长江口位于我国长江三角洲经济区,是海陆联运的重要通道,但其深水航道建设目前仍受到泥沙淤积的影响。为了更好地开发整治长江口航道,全面系统地研究其泥沙输运规律具有十分重要的现实意义。本文在考虑多种因素对长江口细颗粒泥沙沉降速度影响的基础上,基于FVCOM建立了理想河口与长江口水流、盐度、悬沙运动的三维模型,并对理想河口和长江口洪枯季泥沙运动和分布情况进行了模拟分析,具体内容和结论如下:1、通过总结前人有关粘性细颗粒泥沙沉降速度的研究成果,提出了考虑含沙浓度、水流紊动、盐度三因素影响的沉速公式,并将该公式加入到FVCOM三维水动力泥沙模型中。2、利用建立的模型对理想河口水动力、盐度、悬沙进行数值模拟,并从平面和纵剖面分析了理想河口水流运动、盐度分布与运动、悬沙运动时空变化以及盐度对悬沙运动的影响。3、利用洪季、枯季长江口实测资料对水动力、盐度、泥沙模型的模拟结果进行验证,结果表明本文建立的模型能够较好地反映长江口水动力、盐度场、悬沙场变化规律。4、依据长江口洪枯季水动力、盐度、悬沙的数值模拟结果:长江口枯季时盐度等值线总体分布与洪季相同,但枯季较洪季盐水上溯距离更远。枯季的悬沙浓度明显小于洪季悬沙浓度,浑浊带中心明显向上游移动。在模型中考虑盐度和不考虑盐度对沉速影响模拟结果相比,悬沙分布总体趋势一致,表层悬沙浓度与不考虑盐度时接近,但底层悬沙浓度比不考虑盐度明显增大。盐度对悬沙的分布和运动有着比较显著的影响,考虑盐度时的模拟结果与实际悬沙浓度分布情况更为接近。
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