渤海湾西南部海域海底沉积物分布特征研究

论文摘要

渤海湾西南部位于环渤海经济圈和黄河经济带交汇处,是山东对接天津滨海新区最近的海上通道,也是包括济南都市圈在内的鲁中和鲁西北地区最便捷、最廉价的出海通道,具有得天独厚的区位优势。近年来,渤海湾西南部经济发展迅速,并且部分区域位于山东半岛蓝色经济圈内,具有新的机遇和挑战。渤海湾西南部海岸线属于粉沙淤泥质海岸,泥沙运动活跃,易发生骤淤,因此在一定程度上把该海域视为建港的“禁区”。但近年来随着经济的发展,渤海湾西南部出现了大量的海岸工程,像黄骅港和滨州港等,因此了解研究区的沉积物分布特征等对海岸工程建设提供理论和技术支持。本文通过调和分析方法研究该海域的潮流性质、运动形式和余流等;基于渤海湾西南部海域三期表层沉积物调查资料,通过表层沉积物粒度数据研究沉积物类型和分布特征,并在空间和时间尺度上探讨沉积物变化规律;通过水深地形、底质和风等实测和历史资料,运用Mike21模型模拟渤海湾西南部海域潮流场和海底地形冲淤变化,并探讨潮流场对沉积物分布的影响。结果表明:研究区潮汐类型为不正规半日潮型;潮流性质为正规半日潮流,潮流运动形式以往复流为主,在黄骅港和滨州港堤头处为旋转流,余流整体较小,一般在10cm/s。研究区表层沉积物主要以砂质粉砂和粘土质粉砂为主,东南部沉积物粒径粗于西北部,浅水区沉积物粒径粗于深水区;浅水区分选性好于深水区,东南部分选性好于西北部;偏态总体为近对称或正偏;沉积物在时间序列上有变细的趋势。受黄骅港和滨州港的阻水效应,平行于海岸的潮流转为沿堤运动,并在堤头处变为绕流运动,形成口门横流,增大浅水区风浪悬扬起来的细颗粒泥沙在潮流作用下向外海输移的速度和时间,造成大量细颗粒泥沙向离岸方向输移,进一步加剧浅水区沉积物粒径粗于深水区沉积物的格局。在正常天气下,研究区总体呈现冲淤动态平衡状态,近岸和防波堤堤头处于微侵蚀状态,年最大侵蚀速率在5cm/a;黄骅港和滨州港两侧处于微淤积状态,年最大淤积速率在13cm/a。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 0.1 研究意义
• 0.2 前人研究工作
• 0.3 资料来源、研究内容
• 0.3.1 资料来源
• 0.3.2 研究内容及方法
• 1 研究区概况
• 1.1 地理位置
• 1.2 地质地貌
• 1.2.1 研究区地质构造
• 1.2.2 研究区地貌特征
• 1.3 气象条件
• 1.4 水文条件
• 1.4.1 潮汐
• 1.4.2 波浪
• 1.4.3 潮流
• 1.5 研究区自然灾害
• 2 研究资料
• 2.1 表层沉积物
• 2.1.1 表层沉积物来源
• 2.1.2 沉积物分析方法
• 2.2 潮流
• 2.2.1 潮流性质
• 2.2.2 潮流运动形式
• 2.2.3 潮流特征值
• 2.2.4 余流
• 2.3 含沙量
• 2.3.1 大中小潮含沙量
• 2.3.2 涨落潮段平均含沙量
• 2.3.3 含沙量时空分布
• 3 表层沉积物分布特征
• 3.1 沉积物平面分布特征
• 3.2 沉积物时间分布特征
• 3.3 沉积物粒度参数相关分析
• 3.4 沉积物分布规律
• 4 潮流场数值模拟及其对沉积物分布影响
• 4.1 水动力控制方程
• 4.2 计算域和网格设置
• 4.3 潮流场结果验证
• 4.3.1 潮位验证
• 4.3.2 潮流验证
• 4.4 潮流场结果
• 4.4.1 大海域计算潮流场
• 4.4.2 小海域计算潮流场
• 4.5 潮流场对沉积物分布的影响
• 5 渤海湾西南部海域海底蚀淤变化
• 5.1 泥沙运动控制方程
• 5.2 输入参数确定
• 5.3 研究区海域蚀淤变化模拟
• 5.4 冲淤验证
• 6 结论与展望
• 6.1 基本结论
• 6.2 存在问题及展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文