离岸人工岛群建设对龙口湾冲淤特征的影响研究

论文摘要

龙口市近年来经济发展迅速,已成为山东省县域经济的龙头。然而,由于临港工业区内产业密集,土地面积狭小,严重制约了区域经济的后续发展。因此,拟规划建设离岸人工岛群,以增加发展空间,保持经济的继续增长和可持续发展。离岸人工岛群建设将改变龙口湾内的水动力条件和冲淤特征,引起海底地貌和岸线的动态调整。为了科学地预测人工岛群建设对龙口湾内冲淤特征和地貌演化的影响,为以后类似工程的规划设计提供理论依据,本文根据渤海及龙口湾内多年的水深地形、水文气象、潮位、底质、风况等资料,运用MIKE 21数值模型建立了龙口湾及附近海域的潮流场,对人工岛群建设前后的潮流场特征以及典型风况下的冲淤特征进行了数值计算,并据此分析了人工岛群建设引起的海底地貌的演变；采用美国《海岸防护手册》推荐的CERC公式计算了人工岛群东南侧海岸沿岸输沙率的变化,进而分析了人工岛群建设引起的海岸地貌的演化。本文建立的潮流场数值模型和实测资料吻合良好。人工岛群建成后,龙口湾内的涨落潮趋势总体上和现状一致,但人工岛群周边海域的流速和流向均有不同程度的改变,其中人工岛群北侧海域的变化最大,西南侧和西北侧海域的变化较大,龙口港内的变化较小。人工岛群建成后,其北侧海域在各种典型风况下淤积量均有所增加,尤以主航道西南侧增加较大；西侧海域由于受挑流的作用,由现状下的冲淤平衡变为强烈侵蚀；西南侧海域在静风条件下淤积量有所增加,在西北向大风作用下淤积量与现状基本一致,在西南向大风的作用下由侵蚀变为较强烈的淤积。人工岛群建成后,龙口湾内海底地貌的演化情况为：西侧海域形成一片侵蚀区,年最大侵蚀深度约0.3m；北侧、西南侧海域以及NE-SW向人工水道的南北端开口处形成了淤积区,年淤积厚度大于0.05m；人工岛群占用海域范围内原有的孤礁消失。海岸地貌的演化情况为：人工岛群以北岸段处于冲淤平衡；岛陆间水道所处岸段淤积强烈；界河以南的海岸,波影区以内岸段侵蚀程度大大缓解,波影区以外岸段侵蚀程度有所加强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 0.1 研究意义
• 0.2 研究内容
• 0.3 前人研究工作
• 0.3.1 龙口湾研究概况
• 0.3.2 填海工程研究概述
• 0.3.3 数学模型简介
• 1 研究区概况
• 1.1 地理位置
• 1.2 气象条件
• 1.3 水文与泥沙
• 1.3.1 海洋水文特征
• 1.3.2 泥沙
• 1.4 地形地貌
• 1.4.1 地貌形态
• 1.4.2 水深地形
• 1.5 地震
• 2 龙口湾人工岛群建设项目规划
• 3 研究方法
• 3.1 MIKE 21介绍
• 3.1.1 MIKE 21简介
• 3.1.2 水动力学模块
• 3.1.3 泥沙传输模块
• 3.2 方法及参数
• 3.2.1 水动力学数值模拟
• 3.2.2 泥沙运动数值模拟
• 3.3 计算域设置及验证
• 3.3.1 计算域设置
• 3.3.2 潮位验证
• 3.3.3 潮流验证
• 3.4 大海域潮流场模拟结果分析
• 4 龙口湾潮流场特征及变化
• 4.1 研究区潮流场现状
• 4.1.1 网格设置
• 4.1.2 潮流场计算结果
• 4.2 人工岛群建成后潮流场特征
• 4.2.1 网格设置
• 4.2.2 潮流场预测结果分析
• 4.3 人工岛群建设前后潮流场对比分析
• 5 龙口湾冲淤特征及变化
• 5.1 研究区冲淤现状
• 5.1.1 静风条件下年冲淤特征
• 5.1.2 西北向大风作用下冲淤特征
• 5.1.3 西南向大风作用下冲淤特征
• 5.2 人工岛群建成后龙口湾冲淤特征变化预测
• 5.2.1 静风条件下年冲淤特征
• 5.2.2 西北向大风作用下冲淤特征
• 5.2.3 西南向大风作用下冲淤特征
• 5.3 人工岛群建设前后冲淤变化趋势分析
• 5.3.1 静风条件下冲淤变化趋势
• 5.3.2 西北向大风作用下冲淤变化趋势
• 5.3.3 西南向大风作用下冲淤变化趋势
• 5.4 人工岛群内部冲淤趋势分析
• 6 离岸人工岛群建设引起的地貌演化趋势
• 6.1 研究区地貌现状
• 6.2 研究区泥沙来源分析及估算
• 6.2.1 湾内泥沙来源及估算
• 6.2.2 沿岸输沙率计算
• 6.3 研究区地貌演化趋势分析
• 6.3.1 海底地貌演化趋势
• 6.3.2 海岸地貌演化趋势
• 7 结论及讨论
• 7.1 基本结论
• 7.2 建议或探讨
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文