黄河口泥沙输运三维数值模拟_黄河口切变锋

人类活动加剧情况下渤海湾河口泥沙运动及减淤研究一、研究目的与意义泥沙运动问题的早期关注起因于海洋暴风潮和波浪对海岸、滨海地区的破坏及其由此引发的洪水问题，其它相关问题还包括：全球海平面变化引起的海岸缓慢侵蚀，海岸土地资源流失及海滨亲和环境丧失；可通航水道因泥沙淤积而断航，港口疏浚与维护，船舶在海图未标明浅滩上搁浅；海底人为垃圾、重金属和辐射等污染物堆积而导致的泥沙颗粒污染物藏匿等等。

土木工程师由于直接负责防浪墙、码头、海岸治河工程、港口疏浚等工程设计，因而他们对于泥沙运动研究的重要性体会最为深刻[1]。

河口是河流沉积物向海传输的通道，动力环境和盐淡水混合，使得河口泥沙传输过程相当复杂。

河口泥沙运动是河口地区可持续发展中的重要科学问题之一。

如：长江口的航道整治、黄河口造陆过程和湿地演变、海河口的河道萎缩等等。

全球河流每年向海洋输送的泥沙约为100～200亿t，主要部分沉积在河口三角洲区域，同时河流沉积物是诸多化学物质的输运载体。

因此河口泥沙输运过程不仅是河口陆海相互作用的重要研究内容，对研究河口和近岸生物地球化学循环也有很好的参考意义[2]。

尤其是近年来关于河口生态环境与泥沙输运过程关系问题，都需要对河口泥沙输运的基本规律进行深入的研究[3-4]。

河口泥沙运动是河口地区可持续发展中的重要科学问题之一。

如：长江口的航道整治[5-6]、黄河口造陆过程和湿地演变、海河口的河道萎缩等等，尤其是近年来关于河口生态环境与泥沙输运过程的关系问题，都需要对河口泥沙输运的基本规律进行深入的研究[3]。

渤海占我国4大海区总面积的1.6%，面积近8万km2，从环渤海地区中的黄河、海河、辽河、滦河、鸭绿江、锦江等河流输往渤海的沉积物通量达7.5×108t/a的量级，从地质尺度来看，这意味着渤海环境的巨大变化，在短短十几年至数十年的尺度上，入海沉积物的输运和堆积可以使渤海的物理环境发生显著的变化，直至渤海的消失。

我国河流水流泥沙数值模拟技术进展与应用张明进;张华庆;白玉川【摘要】文章对我国水运工程领域河流水流泥沙数值模拟技术的发展过程和技术创新成果进行了系统的总结.对一维、二维和三维水沙模型在模拟系统和计算方法等方面近年来的技术进展给予了归纳,并对几个模拟系统的一些具体工程应用进行了简要介绍.目前,一、二维水沙数学模型已相对比较成熟,三维模型也能应用来解决一些具体问题.河流水沙数值模拟技术今后的发展主要在于基础理论的创新,观测技术的提高,观测资料的系统化与公开化,以及数值模拟成套技术的标准化,实现数学模型的开放性检验与应用等.%The development and applications of simulating technology for river flow and sediment in water transport engineering domain of China have been summarized systematically.In this paper,the progress of calculation methods and simulation systems in recent years were analyzed,and examples of its application for 1-D,2-D and 3-D mathematical models were given.At present, 1-D and 2-D mathematical models have already reached a relatively riper stages,3-D mathematical model can also solve some engineering problems.The future development of simulating technology for river flow and sediment include the following areas.The first is the innovation of theories on flow and sediment transport.The second is the improvement on observation technology and observation data systematic and opened to public.The third is the whole set of numerical simulating technologies and make the models opened to public,verified and used by public.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2011(032)005【总页数】7页(P329-335)【关键词】河流;水流泥沙;数学模型;模拟技术【作者】张明进;张华庆;白玉川【作者单位】天津大学建筑工程学院,天津300072;交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456;交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456;天津大学建筑工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TV142;O242.1河流水流泥沙数值模拟始于20世纪60年代，20世纪70年代以后逐步成熟。

黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅱ——河口双导堤工程应用王厚杰;杨作升;李海东
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】2006()2
【摘要】黄河口双导堤工程是继国家“八五”攻关项目:“延长清水沟流路行水年限”完成后提出的黄河口治理的重大工程设想。

本文利用河口海岸三维数学模型(HEM-3D)对黄河口双导堤工程实施后河口高、中流量条件及低流量与东北风组合条件下的河口泥沙输送过程进行了数值计算。

对比不同方案下的计算结果发现,当河口流量控制在1 500m3/s以上时,泥沙可以经由河口双导堤顺畅入海,在潮流作用下向导堤两侧输送,这对疏通河口拦门沙并进一步稳定黄河入海流路能够起到积极的作用。

在低流量与东北大风的组合条件下,河口泥沙难以通过双导堤顺畅入海,大部分的泥沙可能会在导堤内部淤积。

因此,在目前形势下如何通过水库调度保证充足的入海径流量是工程实施前需要深入研究的重要问题。

【总页数】8页(P29-36)
【关键词】黄河口;双导堤工程;数学模型;泥沙通量;拦门沙
【作者】王厚杰;杨作升;李海东
【作者单位】中国海洋大学河口海岸带研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TV147
【相关文献】
1.黄河口泥沙异重流的数值模拟 [J], 庞重光;杨作升
2.丰水期珠江口黏性泥沙输运的三维数值模拟 [J], 朱泽南;王惠群;管卫兵;曹振轶
3.黄河钓口河口行水期泥沙输运过程的三维数值模拟 [J], 邢国攀;宋振杰;张勇;吴晓;毕乃双;王厚杰
4.黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅰ——黄河口切变锋 [J], 王厚杰;杨作升;毕乃双因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

河口海岸泥沙数学模型研究河口海岸是地球上一种独特而重要的地理环境，具有复杂的动力和物质输运过程。

其中，泥沙输运是河口海岸过程的重要部分，它影响着河口海岸的形态、地貌和生态系统的功能。

为了更好地理解和预测河口海岸的行为，我们构建并研究了一个新型的泥沙数学模型。

我们的模型基于以下假设：河口海岸的泥沙输运主要受到水文条件、地形和海洋环境的影响。

我们用一系列偏微分方程来表达这个系统，包括水流速度、泥沙浓度、地形变化等。

我们还考虑了泥沙的沉积和侵蚀，以及与周围环境的相互作用。

我们选取了一个具体的河口海岸作为案例，将我们的模型应用于此，以检验其有效性和准确性。

通过与实地观测数据进行比较，我们的模型在预测泥沙输运、沉积和侵蚀方面表现出良好的性能。

这表明我们的模型可以有效地应用于实际问题的解决。

我们的模型具有几个主要的优点。

它考虑了多种影响因素，如水流、泥沙浓度、地形等。

我们的模型具有良好的灵活性，可以适用于不同的河口海岸环境。

然而，我们的模型还有一些局限性，例如在处理一些极端环境条件时，可能需要更复杂的物理机制和更精确的参数设定。

我们的河口海岸泥沙数学模型提供了一种有效的工具，可以帮助我们理解和预测河口海岸的行为。

尽管还有改进的空间，但这个模型已经展示出其在研究和应用中的重要价值。

希望我们的工作能为未来河口海岸研究提供有价值的参考和启示。

我们将继续研究和改进我们的数学模型，以更好地理解和预测河口海岸的行为。

我们将以下几个方面：一是提高模型的精度和适应性，以应对更复杂的环境条件和需求；二是将模型与其他相关模型进行集成，形成更完整的河口海岸系统模型；三是加强模型的验证和测试，以确保其准确性和可靠性。

我们也将利用先进的计算技术和算法，提高模型的计算效率和性能。

这将使我们能够更有效地解决实际问题，并为河口海岸的研究和管理提供更强大的支持。

河口海岸泥沙数学模型研究是一项富有挑战性和实用性的工作。

通过建立和应用数学模型，我们可以更好地理解和预测河口海岸的行为，为相关研究和应用提供有力的支持。

黄河三角洲海岸冲淤及泥沙输运模型数值模拟分析王奎峰;张太平;宋新强;许国辉;尚桂勇;郑建国【摘要】黄河三角洲是陆海交界地带,陆地海洋相互作用显著,泥沙所引起的岸滩演变、港口航道的淤积、水动力环境的改变等问题比较复杂.该文采用三维HEM-3D 数值模型对黄河三角洲海域流场变化、盐度、悬浮泥沙浓度及海岸冲淤分布进行了潮流周期内的数值模拟分析.结果表明,黄河三角洲海域的悬浮泥沙浓度分布与潮流场变化和河口泥沙输入有密切的关系,在三角洲北部受五号桩外强潮流区的影响,近岸海底的泥沙发生明显的再悬浮,并在涨潮流向南输送,含沙量达1.5 g/L左右.在三角洲南部(现行河口区域和莱州湾区域),受现行河口入海泥沙扩散的影响显著.海域年冲淤分布,在北部废弃三角洲区域,由于海洋动力作用强烈,浅水冲刷,海底侵蚀显著,形成了明显呈沿岸展布的侵蚀中心,在侵蚀中心以外,侵蚀快速减弱.在现行河口区域,以淤积为主,在羽状流扩散的控制下,泥沙入海后向南输运,至莱州湾区域逐渐减弱.数值模拟的结果与卫星遥感解译的岸线变化基本一致,效果良好.【期刊名称】《山东国土资源》【年(卷),期】2018(034)011【总页数】10页(P22-31)【关键词】三维数值模型;海域流场;悬浮泥沙;海岸冲淤;黄河三角洲【作者】王奎峰;张太平;宋新强;许国辉;尚桂勇;郑建国【作者单位】山东省地质科学研究院,国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东济南 250013;山东大学土建与水利学院,山东济南 250061;山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东青岛 266590;山东省地质科学研究院,国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东济南250013;东营市国土资源局河口分局,山东东营257100;中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛 266100;东营市公路管理局河口分局,山东东营 257200;中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛 266100【正文语种】中文【中图分类】P737河口是河流沉积物向海域传输的通道，河口泥沙传输过程相当复杂，河口泥沙输运过程对于研究河口陆海相互作用及近岸地质环境演化有重要的参考意义[1-2]。

黄河口近60年来潮流特征演化过程白玉川，谢琦，徐海珏（天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072）摘要：本文利用1962年、1986年以及2015年的三个典型年代的实测资料建立黄河口数学模型，并对河口潮流场和潮流特征进行模拟，借用MATLAB 软件进行分潮调和分析，得到黄河口近60年潮流特征以及各个阶段的潮流演化过程，得出以下结论：（1）1962年河口流场较为平整，有明显切变锋形态，该阶段存在两个较为明显的高流速区并且潮流在河口处呈现为往复流；（2）1986年黄河三角洲岸线曲折多拐，从湾湾沟到清水沟滋生了多个小型高流速区群，并且潮流在滨海处呈现往复流的形态而在远海处为旋转流；（3）2015年涨落潮时潮流在河口处形成明显的环流，此时在沿线凸出沙嘴处会形成3个明显的高流速区,并且潮流在大部分区域呈现旋转流而在河口东北向远海处部分区域呈现往复流的特征。

关键词：黄河口；河口流场;高流速区；调和分析；潮流演变中图分类号：TV147；TV148文献标识码：A文章编号：1001原6932（圆园19）02原园141原09收稿日期：2018-04-18；修订日期：2018-07-05基金项目：河口海岸异重沙流成因机制与输移动态预测（41576093）。

作者简介：白玉川(1967原)，博士，教授，主要从事泥沙运动及河流研究，电子邮箱：ychbai@ 。

通讯作者：徐海珏，博士，副教授，电子邮箱：xiaoxiaoxu_2004@ 。

The evolution process of tidal characteristics in the last 60years of the Yellow River EstuaryBAI Yu-chuan袁XIE QI袁XU Hai-jue渊State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety袁Tianjin University袁Tianjin 300072袁China冤Abstract ：This research utilizes the nautical charts of the year 1962,1976and 2015to establish the mathematical model which is used to simulate the flow field in the last 60years of the Yellow River Estuary.Then tidal harmonic analysis are derived with MATLAB,the tide ellipse figures are plotted.The conclusions of the present study are as follows:(1)In 1962,the flow field near the estuary which had apparent shear front was relatively smooth,and there were two high velocity zones in that period.The tide current appeared reversing currents near the estuary ;(2)The shoreline of the Yellow River delta appeared winding in 1986,which resulted in the large amount of small high velocity zones along the shoreline,and the current form was rotational flow in the open sea;(3)There was obvious circulation at the estuary in the year 2015and there were three high velocity zones at the sand spits.The current was reversing flow at the most region of the area except the northeastpart far from the estuary.Keywords ：Yellow River estuary ;flow field曰high velocity zone ;harmonic analysis曰tide current evolution黄河是河流研究领域的重点对象。

黄河三角洲洪、枯季泥沙冲淤的数值模拟李谊纯　孙效功 李瑞杰　吕丹梅(中国海洋大学海洋地球科学学院,青岛266003)摘　要　本文针对黄河三角洲海岸潮间带广阔、黄河入海水沙变化剧烈、近岸及河口区水动力条件复杂的特点,建立了1个潮流作用下的平面二维动边界全沙数学模型。

动边界的处理采用窄缝法,并利用此模型对黄河三角洲洪、枯季时悬沙分布以及底床的冲淤进行了数值模拟,进而据此探讨了黄河三角洲洪、枯季的冲淤变化规律。

关键词　黄河三角洲;泥沙冲淤;数值模拟;窄缝法中图法分类号　TV 148+·1 文章编号　1001-1862(2003)02-281-06近年来,在相对于比较完备的悬移质扩散理论的基础上,泥沙输运、冲淤数值模拟的研究工作比较多,如曹祖德等[1]建立的波浪潮流共同作用下的悬沙输运模型、张东升等[2]建立的灌河口二维不平衡悬沙输运模型、白玉川等[3]的潮流波浪联合输沙模型、丁平兴等[4]建立的湛江湾全沙模型。

黄河三角洲地区海岸线曲折,潮间带广阔,动力作用十分复杂,尾闾河道摆动频繁,黄河入海沙多水少,而且来水来沙量在不同月份、不同年份变幅巨大。

以前学者对此地区进行的泥沙输运、冲淤的数值模拟大多为河口附近的入海泥沙的悬移输运模型,如曹文洪等[5]建立的黄河口海岸二维非恒定水流泥沙数学模型、孙琪等[6]建立的套儿河口动边界悬沙输运模型。

目前对大面积海域进行的模拟还不多。

黄河三角洲潮滩广阔,因而本文模型采用的是动边界模型。

另外,由于其潮滩滩面的泥沙主要以推移质由岸向海运移[7],所以本文考虑了推移质造成的输沙。

但目前尚无成熟、完善的理论公式计算推移质输沙,推移质输沙率的计算主要是采用经验、半经验公式。

本文的推移质输沙率计算参照文献[8]的公式。

1　数学模型1.1基本方程 从Navier-Stokes 方程出发,利用窄缝法推导出的二维动边界潮流模型的控制方程组为:1.1.1连续方程Z t +1F (z ) U X +1F (z ) V Y=0第33卷　第2期　2003年3月 青岛海洋大学学报J OU RNAL O F OCEAN UNIV ERSITY OF QINGDAO 33(2):281～286M arch ,2003 责任作者国家自然科学基金项目(40076026)和教育部重点基金项目(01109)资助收稿日期:2002-04-01;修订日期:2002-07-04李谊纯,男,1977年12月出生,硕士生。

黄河钓口河口行水期泥沙输运过程的三维数值模拟邢国攀;宋振杰;张勇;吴晓;毕乃双;王厚杰【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》【年(卷),期】2016(36)5【摘要】由于钓口流路行水时期普遍缺乏对河口和近海的系统观测,基于1976年黄河三角洲实测水深数据和汛期水沙数据,采用EFDC三维数值模式对钓口河口泥沙沉积动力过程进行了数值模拟研究。

模型结果表明,钓口河口的羽状流和异重流的时空分布具有显著的潮周期变化特征。

受与岸线平行的涨落潮流作用,表层羽状流的侧向摆动幅度较大,河口羽状流输沙主要平行于岸线方向,跨等深线的泥沙输运受到限制。

汛期黄河入海的高浓度泥沙在钓口河口形成潜没的异重流,在底层沿河口轴线向北输运泥沙至三角洲前缘区域,泥沙输运通量比表层羽状流的输送通量高出一个数量级,且随着离岸距离的增大而呈指数形式快速衰减。

随着水深增大,单宽泥沙通量的衰减速率逐渐减小。

计算结果显示,由于汛期高浓度泥沙入海,钓口河口的异重流稳定存在,导致约75%的入海泥沙沉积在10m水深以浅的区域,25%的入海泥沙淤积在三角洲前缘外侧,异重流过程对汛期钓口河口泥沙向深水区输运和沉积具有控制作用。

数值模拟结果与前人根据水深变化揭示的三角洲冲淤分布格局一致,与钻孔的沉积记录基本吻合。

【总页数】14页(P21-34)【关键词】泥沙输运;数学模型;河口异重流;地貌响应;钓口河口【作者】邢国攀;宋振杰;张勇;吴晓;毕乃双;王厚杰【作者单位】中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室;中国地质调查局青岛海洋地质研究所;海洋地质工程与环境效应功能实验室青岛海洋科学与技术国家实验室【正文语种】中文【中图分类】P736.21【相关文献】1.丰水期珠江口黏性泥沙输运的三维数值模拟 [J], 朱泽南;王惠群;管卫兵;曹振轶2.黄河河口二维泥沙有限元数学模型及应用(Ⅱ)--潮流和泥沙输运沉积过程模拟分析 [J], 李东风;张修忠;韩巧兰;程义吉;陈梅3.黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅰ——黄河口切变锋 [J], 王厚杰;杨作升;毕乃双4.黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅱ——河口双导堤工程应用 [J], 王厚杰;杨作升;李海东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

*国家863青年基金资助项目，2001AA616100号及国家重点基础研究发展规划资助项目，2002CB412504号。

江文胜，教授，E-mail ：wsjang@收稿日期：2004-03-11，收修改稿日期：2004-09-18莱州湾悬浮泥沙分布形态及其与底质分布的关系*江文胜王厚杰=（中国海洋大学物理海洋实验室物理海洋研究所青岛266003）=（中国海洋大学河口海岸研究所青岛266003）提要根据卫星遥感图像和历史观测资料分析，莱州湾的高悬浮物浓度区基本在以黄河口为中心的北侧海域，而湾顶往往浓度低。

2002年8月针对莱州湾的底质类型、悬浮物粒径分布以及海流、盐度的航次调查资料显示，莱州湾的底质类型决定着其悬浮物的分布形态。

距黄河口较近的区域底质粒级分布呈明显的双峰结构，即一个较粗的峰值和一个较细的峰值，而较细的峰值与水体中悬浮颗粒的粒径相近；距河口较远站位的底质分布则呈现单峰结构，并且底质的粒径较粗。

因此，在一般潮流作用下，河口附近底部沉积物容易形成再悬浮，水体中悬浮物浓度较高；而距河口较远的区域底部沉积物再悬浮相对困难，水体中悬浮物浓度较低。

本研究结果对莱州湾悬浮泥沙分布形态给出了合理的解释。

关键词莱州湾，黄河口，悬浮物，再悬浮，粒径中图分类号P736渤海是中国的内海，历来受到中国海洋科学工作者的关注（万修全等，2004；孙涛等，2004；姚庆祯等，2004；宋金明等，2004）。

其中黄河这一举世闻名的河流的注入，使渤海的悬浮物输运更具特色。

特别是1976—1996年，黄河经清水沟流路入海，大量的河流泥沙使得黄河入海口呈楔状向海中伸展，对莱州湾内的悬浮泥沙分布产生了很大影响。

1996年夏季人工引黄河从北汊入海，使得楔型的发展受到了阻碍，转而从新的入海口处向外扩展。

由于近年来随着中国经济的发展，黄河入海水沙急剧减少，从而使得黄河三角洲岸滩出现侵蚀情况，给滨海油田等工业设施带来了很大危害。

黄河入海的泥沙主要来自中游黄土高原细颗粒物质，因此悬浮颗粒物的输运在总沉积物输运中占有很重要的地位。

黄河口近60年来潮流特征演化过程白玉川;谢琦;徐海珏【摘要】本文利用1962年、1986年以及2015年的三个典型年代的实测资料建立黄河口数学模型,并对河口潮流场和潮流特征进行模拟,借用MATLAB软件进行分潮调和分析,得到黄河口近60年潮流特征以及各个阶段的潮流演化过程,得出以下结论:(1)1962年河口流场较为平整,有明显切变锋形态,该阶段存在两个较为明显的高流速区并且潮流在河口处呈现为往复流;(2)1986年黄河三角洲岸线曲折多拐,从湾湾沟到清水沟滋生了多个小型高流速区群,并且潮流在滨海处呈现往复流的形态而在远海处为旋转流;(3)2015年涨落潮时潮流在河口处形成明显的环流,此时在沿线凸出沙嘴处会形成3个明显的高流速区,并且潮流在大部分区域呈现旋转流而在河口东北向远海处部分区域呈现往复流的特征.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】9页(P141-149)【关键词】黄河口;河口流场;高流速区;调和分析;潮流演变【作者】白玉川;谢琦;徐海珏【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072【正文语种】中文【中图分类】TV147;TV148黄河是河流研究领域的重点对象。

黄河作为一条多沙河流，大量泥沙被输运至河口地区，造就了广阔的黄河三角洲。

黄河演变的历史，就是河口三角洲不断演变推进的历史。

近代黄河从1855年改道铜瓦厢经肖神庙入海以后，一百多年来历经了多次大大小小的改道。

近60多年来，1953-1976年，该阶段黄河经神仙沟、刁口河入渤海，岸线向北推进约20 km（穆兴民等，2014），挑河口和黄河海港之间淤积最快，共造陆690 km2（江恩慧等，2016）；1976-1996年该阶段黄河经清水沟流路入海，岸线整体形态较为曲折多拐，沿岸形成了多个大小不等的沙嘴；1996年后，黄河改道清8流路入海，并且对口门位置进行了调整，使尾闾河道由原来的东偏南走向变为东偏北走向（如图1）。

波流共同作用下河口泥沙运动及地形演变数值模拟研究进展【摘要】河口区域动力环境复杂，河流动力、海洋动力在此交汇。

波浪、潮流是泥沙运动的主要动力，河口区域泥沙活动剧烈，长期来看影响河口地形发育演变，因此对波流耦合作用下河口泥沙运动及地形演变进行数值模拟具有重要的实用价值及工程意义。

本文介绍了在河口区域波流共同作用数值模拟、在波流共同作用下泥沙运动及地形演变模拟方面的研究进展。

【关键词】波流共同作用；泥沙运动；数值模拟；地形演变河口区域动力环境复杂，河流动力、海洋动力在此交汇，泥沙活动剧烈。

波浪、潮流是泥沙运动的主要动力，“波浪掀沙、潮流输沙”是波流共同作用下的河口泥沙运动的重要机制，在波流作用下泥沙起动、输运、沉积、再悬浮，长期来看影响着河口地形的发育演变。

目前国内外许多地区已开展关于波流共同作用对河口演变影响的研究。

一、国外研究进展Wright（1977，1980）描述并分析了波浪作用下的河口地貌特征及河口沉积过程[1-2]。

Howard N. Southgate（1995）研究了波浪对中到长周期（几周到几十年）地貌演变产生的影响，为分析波序列以及波浪对海床和海滩平面发育演变的影响提供了方法[3]。

Bernabeuet al.（2003）将波浪与潮流耦合，建立了一个模拟海滩剖面地貌变化的模型[4]。

Matthieuet al.（2013）以印度海的马约特岛（Mayotte Islands）为例，关注了无河流注入的海岸的泥沙运移过程和地貌演变特征。

他们通过分析波浪在近岸处能量衰减的特征，研究了地貌对波浪作用的响应[5]。

Saruwatariet al.（2013）在奥克尼群岛（Orkney Islands）应用SWAN模型对波流共同作用下海洋能与电能转化进行研究。

通过改变流的强度，以及相应的波向，分析不同波气候时潮能和波能的变化[6]。

Bola?os et al.（2014）结合实测数据，使用先进的模型对潮控河口进行了对波流共同作用下波场和流场特征的模拟。

黄河口海域潮汐、潮流、余流、切变锋数值模拟
答：黄河口海域潮汐、潮流、余流、切变锋数值模拟采用有限体积三维近岸海洋模型,建立无结构三角形网格,对当今地形下的黄河口海域进行高分辨率数值模拟,在成功模拟渤海潮汐潮流的情况下,重点研究了黄河口海域。

当前黄河口附近海域潮汐为不规则半日潮,潮流为往复流,方向近似平行于岸界,潮致欧拉余流在岬角两侧存在成对的涡旋,涡旋的方向为南顺北逆,黄河径流对此涡旋有加强的作用。

由于地形等复杂因素的影响,河口海域附近在涨落潮转换过程中存在内涨外落型和内落外涨型切变锋,其首先出现在浅水区域,然后向深水区域传播,1~2h后消失,它的产生是由于近岸海域潮汐相位领先于外海海域潮汐相位。

黄河口泥沙异重流基本控制参数的数值试验摘要：为了定量地评价泥沙异重流基本控制参数对泥沙异重流流动的影响，本文设计了一系列数值试验来展示各种参数与泥沙异重流流动特征之间的定量关系。

采用ADI法求解三维方程经垂向积分后的平面二维泥沙异重流方程。

所选取的基本控制参数包括水下斜坡坡角，总阻力系数，水力挟带系数，泥沙饱和浓度和泥沙沉速。

通过数值试验得出水下斜坡坡角θ、泥沙饱和浓度Es越大，总阻力系数cd、泥沙沉速ω越小，相应地泥沙异重流流速、流动厚度以及悬沙浓度越大。

其中斜坡坡角对泥沙异重流影响最大。

当泥沙异重流流动处于超临界流状态，水力挟带系数Ew大于零，这时由于有一定水量的卷入，所以流动厚度沿程增加。

关键词：黄河口泥沙异重流控制参数数值试验 ADI法泥沙异重流及形成的地质体在沉积学和石油地质中有重要意义。

在黄河口，泥沙异重流是泥沙搬运的重要方式，是河口区沉积动力的重要过程，是认识河口三角洲发育演化的重要途径。

为使研究深入一步，我们进行了泥沙异重流的数值模拟。

近年来，国内对异重流数模研究较少，仅见方春明等(1997)关于泥沙异重流潜入时的立面二维数值模拟以及邱晨霞(1995)对盐水异重流的二维两层数值计算。

1 平面二维泥沙异重流控制方程及数值模拟目前，包含三个基本控制方程(流体质量、动量守恒方程和泥沙质量守恒方程)的泥沙异重流数值模拟被广泛应用，本文把一维方程推广到平面二维的情形，成为四方程模型，如下所示[1](1)(2)(3)(4)其中u，v分别为x，y方向速度，θx，θy分别为x，y方向坡度，E wx与E wy 分别为x、y方向的水力挟带系数，τx、τy为x方向与y方向的剪切摩擦力，k x、k y分别为x方向与y方向的悬沙扩散系数，t为时间，h为异重流厚度，s为深度平均的悬沙含量，ρs，ρw，ρf分别为泥沙颗粒、水体和泥沙异重流的密度，E s为泥沙饱和浓度，ω为泥沙颗粒的沉降速度，α为泥沙运动饱和系数，g为重力加速度，f为柯氏力参量。

大风浪影响下海域泥沙输运异变数值模拟刘桂卫1,2,黄海军1,丘仲锋1(1 中国科学院海洋研究所,山东青岛 266071;2 中国科学院研究生院,北京 100039)摘要:基于实测的水深、潮流、悬浮体、底质数据及历史气象资料等,采用导入S W AN 波浪参数的ECOM SED 三维模型,模拟大风浪对小清河口附近海域悬浮体浓度和底床冲淤变化的影响程度。

并利用全潮水文观测资料对水动力和输沙率模拟结果进行检验,对比分析表明计算值与实测值吻合良好。

模拟结果表明,大风浪影响下近岸海域泥沙输运变化较大,悬浮体浓度可达一般天气的10倍左右,而底床冲淤变化可达平时的百余倍。

大风浪期间剧烈的底床冲淤变化对河口拦门沙演化影响较大。

关键词:大风浪;近岸海域;泥沙输运;数值方法中图分类号:TV 148 7 文献标志码:A 文章编号:1001 6791(2010)05 0701 07收稿日期:2010 03 29基金项目:国家自然科学基金资助项目(40676037);国家高技术研究发展计划(863)资助项目(2007AA12Z161)作者简介:刘桂卫(1982-),男,黑龙江海伦人,博士研究生,主要从事海岸带灾害及泥沙运动数值模拟研究。

E ma i:l li ugu i w e @i tsdi g co m近几十年来诸多专家学者对河口海湾的泥沙输运展开研究,如朱建荣等[1],应用改进的ECOM 模式耦合泥沙输运模型,研究了最大浑浊带形成的动力机制;陆永军等[2],应用波流共同作用下二维泥沙数学模型,研究渤海湾曹妃甸港区开发方案;王家生等[3],应用水槽试验研究了黏性泥沙的运动特性及水流条件和泥沙含量对黏性泥沙运动的影响。

目前,泥沙输运的数学模拟方法已广泛应用于许多河流、海岸地区[4 8]。

模型多采用二维方法,而河口与海岸环境中的泥沙输运具有明显的空间三维特性,很有必要发展和完善海岸河口三维水沙数学模型。

W ang [9]将三维水动力学模型的控制方程用普遍张量的形式表示,并复演了美国Galveston 海湾的三维流动和盐度分布;B laas 等[10],利用RMOS 三维模式模拟美国Califor n ian 南部沙洲的泥沙输运;假冬冬等[11],将粘性河岸崩塌模拟力学方法与水沙模型相结合,构建了考虑河岸变形的三维水沙数值模型。