第４９卷第２期２０１５年２月浙 江 大 学 学 报（工学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．４９Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２０１５收稿日期：２０１４０５１３．浙江大学学报（工学版）网址：ｗｗｗ．ｊｏｕｒｎａｌｓ．
ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ／ｅｎｇ基金项目：教育部博士点基金资助项目（２０１２０１０１１１０１０８）；国家科技重大专项课题资助项目（２００９ＺＸ０７４２４－００１）；浙江省科技厅优先主
题重点社会发展资助项目（２００９Ｃ０３０１６）．
作者简介：孙志林（１９５６—），男，教授，博导，主要从事水沙动力学与河口海岸数值模拟研究．Ｅ‐ｍａｉｌ：ｏｃｅａｎｓｕｎ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通信联系人：许丹，女，助理研究员，Ｅ‐ｍａｉｌ：ｄａｒｒｅｎｘｕ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎＤＯＩ：１０．３７８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８‐９７３Ｘ．２０１５．０２．００６
河口泥沙数学模型的若干问题
孙志林，倪晓静，许 丹，聂 会
（浙江大学港口海岸与近海工程研究所，浙江杭州３１００５８）
摘 要：针对泥沙数学模型作为预报河床冲淤的研究手段在进一步发展中受到有关物理参数的限制，分析河口泥
沙数学模型涉及的若干关键问题．从三维微分方程竖向积分角度分析认为恢复饱和系数理论上应大于１；指出泥沙
非均匀系数、相对粒级以及泥沙固结对河口冲淤有一定影响，给出适用于河口非均匀黏性沙的任意ｋ粒级的黏性
力表达式、起动概率公式和临界起动切应力公式，探讨临界淤积切应力表达式在处理细颗粒泥沙絮凝时的作用；认
为根据最大或最小含沙量对应的水流泥沙要素来确定河口水流挟沙能力公式比以往按半潮平均来处理在理论上
更为合理，提出适合潮汐河口的非恒定水流挟沙能力公式；指出数值计算和验证有待改进之处．
关键词：数学模型；泥沙输移；物理参数；潮汐河口
中图分类号：ＴＶ１４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８９７３Ｘ（２０１５）０２２３２０６
ＳｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎＥｓｔｕａｒｙ
ＳＵＮＺｈｉ‐ｌｉｎ，ＮＩＸｉａｏ‐ｊｉｎｇ，ＸＵＤａｎ，ＮＩＥＨｕｉ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｏｒｔ，ＣｏａｓｔａｌａｎｄＯｆｆｓｈｏｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００５８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｒｅｓｅａｒｃｈａｐｐｒｏａｃｈｔｏｐｒｅｄｉｃｔｅｒｏｓｉｏｎａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｅｓｔｕａｒｉｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｗａｓｌｉｍｉｔｅｄｂｙｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｐｈｙｓｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｉｓｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ，ｉｔａｎａｌｙｚｅｄｓｏｍｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｅｓｔｕａｒｉｎｅｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ．Ｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｓａｔｕｒａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｈｏｕｌｄｂｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１ｕｎｉｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ；ｉｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｎｏｎ‐ｕｎｉｆｏｒｍｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｒｅｌａｔｉｖｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎａｌｌｈａｖｅｓｏｍｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｅｒｏｓｉｏｎ／ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｅｓｔｕａｒｙ，ｐｒｏｖｉｄｅｓｕｉｔａｂｌｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｆｏｒｃｏｈｅｓｉｖｅｆｏｒｃｅｏｆａｒｂｉｔｒａｒｙＫｇｒａｄａｔｉｏｎ，ｉｎｃｉｐｉｅｎｔｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｒｉｔｉｃａｌｉｎｃｉｐｉｅｎｔｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｏｆｎｏｎ‐ｕｎｉｆｏｒｍｃｏｈｅｓｉｖｅｓｅｄｉｍｅｎｔｉｎｅｓｔｕａｒｙ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｒｏｌｅｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｉｎｄｅａｌｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｉｎｅｓｅｄｉｍｅｎｔ．Ｉｔａｒｇｕｅｄｔｈａｔｉｔｗｉｌｌｂｅｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｃａｐａｃｉｔｙｏｆｆｌｏｗｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｗａｔｅｒａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｏｒｍｉｎｉｍｕｍｓｅｄｉｍｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｔｈａｎｂｙｔｈｅａｖｅｒａｇｅｄｏｎｅｓｉｎｔｈｅｏｒｙ．Ａｎｄａｌｓｏ，ｉｔｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｕｎｓｔｅａｄｙｗａｔｅｒ；ｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｉｍｐｅｒｆｅｃｔｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ；ｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ；ｐｈｙｓｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒ；ｔｉｄａｌｅｓｔｕａｒｙ