离岸人工岛对沙质海岸的影响研究

论文摘要

海阳人工岛拟建在沙质海岸外。沙质海岸岸线较平直,动态变化大是它的特征表现之一,修建离岸人工岛会改变岸滩的水动力和泥沙运动,导致沙质海岸动态平衡破坏,泥沙产生新的迁移途径和趋势。从工程适宜性及海岸防护角度出发,人工岛引起的岸滩变化及与之相关的该海域万米沙滩的稳定和质量成为工程建设需要重点考虑的问题。本文运用数值模拟的方法,模拟了各向典型大风作用条件下各方案人工岛建成后周边海域的潮流场变化、悬浮泥沙的分布状况和海底的蚀淤变化情况,并据此分析出人工岛可能对沙质海岸产生的影响,推荐适宜的人工岛布局方案。人工岛建成后,其对周围潮流场的影响随其位置及结构设计的不同而表现不同,它对水流的挑流作用发生于方案一中人工岛东、西两侧,发生在方案二中人工岛的南、北两侧,且方案二中由于东西两人工岛间夹缝的存在,使该处具有流急的特点。在正常天气和SE、S、SW、E四向典型大风作用后人工岛海域悬沙浓度的分布规律为:方案一中人工岛北侧存在一个高悬沙浓度区,方案二中人工岛东、西两侧为悬沙浓度变化较大的区域。根据不同方案不同风况下的冲淤模拟结果可以看出:方案一中人工岛东、西两侧除E向大风作用外普遍冲刷,且东侧由于距海阳港较近会形成冲沟;方案二中人工岛东、西两侧普遍淤积。方案一中人工岛北侧普遍形成岛后淤积,有发展成连岛沙坝的可能;方案二中人工岛由于结构设计特点北侧始终处于冲刷状态,不会形成连岛沙坝。方案一中岛后海岸静风及E向大风作用时淤积,SW、SE、S向大风作用时冲刷;方案二中人工岛东北侧海岸基本维持不冲不淤。通过上述分析研究,文章认为方案二中人工岛的建设对沙质海岸造成的影响要小于方案一,对于万米沙滩维护及海岸防护等问题来说,方案二是较为适宜的方案。因此得出结论,从人工岛的合理设计与布局等方面入手来减小其建设对原海岸环境平衡的破坏,是一个较为可行的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 0.1 研究意义
• 0.2 研究背景
• 0.2.1 砂质海岸的定义
• 0.2.2 人工岛概述
• 0.2.3 国内外研究现状综述
• 0.2.4 ECOMSED 模型介绍
• 0.3 本文研究内容
• 1 研究概况
• 1.1 研究区概况
• 1.1.1 地理位置
• 1.1.2 气象条件
• 1.1.3 水文条件
• 1.1.4 地质地貌
• 1.2 人工岛建设方案
• 2 研究方法
• 2.1 潮流数值模型介绍
• 2.1.1 基本方程
• 2.1.2 边界条件
• 2.2 泥沙输运模型介绍
• 2.2.1 基本方程
• 2.2.2 泥沙计算参数
• 2.3 初始条件输入及模型验证
• 2.3.1 初始条件输入
• 2.3.2 现状潮流场模拟结果及验证
• 3 人工岛海域潮流场变化研究
• 3.1 方案一的潮流场结果
• 3.2 方案二的潮流场结果
• 3.3 潮流场变化结果分析
• 4 人工岛海域悬沙分布研究
• 4.1 方案一的悬沙分布结果
• 4.2 方案二的悬沙分布结果
• 4.3 悬沙分布结果分析
• 5 人工岛海域蚀淤变化研究
• 5.1 方案一的蚀淤变化结果
• 5.2 方案二的蚀淤变化结果
• 5.3 人工岛海底蚀淤变化分析
• 6 结论与讨论
• 6.1 主要工作及结论
• 6.2 存在问题及工作展望
• 参考文献
• 致谢