烟台东部近岸海域沉积动力学特征研究

论文摘要

烟台市位于山东半岛中部。地理坐标为东经119°34′-121°57′,北纬36°16′-38°23′。东连威海,西接滩坊,西南与青岛毗邻,北濒渤海、黄海,与辽东半岛对峙,并与大连隔海相望。近十几年来烟台沿岸的填海造地工程迅速发展,沿海工业、海运业、养殖业不断壮大,城市人口急剧增加,不断将大量污染物质排入海洋。不协调的发展导致烟台自然海岸受到一定程度的影响,不仅影响了生态环境的再生能力还间接影响了社会生产力的发展。本文根据多年水深地形、水文气象、底质、风况等实测和历史资料,重点运用ECOMSED数值模拟方法研究烟台东部海域沉积动力特征,包括潮流场模拟和海底蚀淤模拟两方面。在对烟台东部海域潮流水动力情况的数值模拟的基础上,又对烟台东部海域整体蚀淤特征进行模拟分析。最后着重对养马岛连陆海堤拆除前后的潮流场进行详细的对比分析,给出定量和定性两方面分析说明。并结合水动力的改变情况,分析海堤拆除前的养马岛附近海域海底蚀淤情况,做出定性的预测,从沉积动力学角度给出连陆海堤应逐步拆除的合理性。本文通过详细的分析获得下面的结论:芝罘湾海域潮流方向在涨急时刻基本是NW-SE向,流速一般在10cm/s～64cm/s之间,落急时流向相反,流速一般在10cm/s-38cm/s之间;四十里湾海域潮流方向在涨急时刻基本是NE-WS向,流速一般在10cm/s～35cm/s之间,落急时流向相反,落潮流速与涨潮流速基本相当。海堤拆除后的养马岛南部海域在涨潮或落潮表层及底层流速均明显加大,可达20cm/s。在正常天气下,烟台东部海域整体呈现近岸略微淤积的规律,年最大淤积速率为1.44cm/a,在芝罘岛东端、崆峒岛周围及马山寨北部发生侵蚀,最大侵蚀速率为4.8cm/a。连陆海堤拆除后直接改变了海域的潮流运动特性,引起泥沙冲淤规律的变化。东、西庙江被打通后养马岛南部海域水流畅通,淤积情况明显减弱,年最大淤积速率仅为1cm/a,尤其牟平港附近的局部迅速淤积情况消失,海堤拆除有利于牟平港的通航。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 0.1 研究背景及目的
• 0.2 烟台近海域沉积动力学研究意义
• 0.3 海洋动力和沉积动力学数值模拟方法的研究现状
• 0.3.1 海洋动力模型的发展现状
• 0.3.2 近岸海洋泥沙运动力学研究现状
• 0.3.3 沉积动力学数值模拟方法进展
• 0.3.4 ECOMSED 模型介绍
• 0.4 本文研究内容
• 1 研究区概况
• 1.1 地理位置
• 1.2 历史沿革
• 1.3 水文条件
• 1.3.1 潮汐
• 1.3.2 波浪
• 1.3.3 潮流
• 1.4 气象资料
• 1.5 地质地貌
• 1.5.1 区域地质概况
• 1.5.2 沉积物基本特征和分布范围
• 1.5.3 地貌类型及特征
• 2 研究资料
• 2.1 底质资料
• 2.1.1 历史资料
• 2.1.2 调查资料
• 2.2 水深地形
• 3 研究方法
• 3.1 ECOMSED 模型简介
• 3.2 潮流数值模型介绍
• 3.2.1 基本方程
• 3.2.2 边界条件
• 3.3 泥沙输运模型介绍
• 3.4 泥沙计算参数介绍
• 3.4.1 床面剪切力
• 3.4.2 泥沙再悬浮通量计算
• 3.4.3 泥沙沉积通量计算
• 3.4.4 泥沙床面处理
• 4 烟台东部近岸海域潮流场特征
• 4.1 计算区域及地形水文资料
• 4.2 潮流场结果验证
• 4.2.1 大海域潮流数值模型及验证
• 4.3 模拟潮流场结果分析
• 4.3.1 大海域计算潮流场
• 4.3.2 小海域计算潮流场
• 4.3.3 水动力对海洋环境的影响
• 4.4 本章小结
• 5 烟台东部近岸海域海底蚀淤变化数值模拟
• 5.1 输入参数确定
• 5.2 烟台附近海域蚀淤变化模拟
• 5.3 养马岛海域连陆海堤拆除前、后蚀淤变化模拟
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 存在问题
• 参考文献
• 个人简历
• 发表的学术论文
• 致谢