淤泥质潮滩是河口海岸地区重要的地貌单元,其冲淤演变过程受水动力、泥沙输运及地形变化的复杂耦合作用。本文基于国家自然科学杰出青年基金项目(项目负责:丁平兴)的研究成果,系统总结了在波浪传播变形、波-流相互作用、泥沙输运模型及长江口沉积过程等方面的主要进展。 1. 波浪在近岸的传播、变形与波-流相互作用 研究利用Hamilton变分原理,导出了二维和三维非均匀流场及复杂地形上波浪折射-绕射的广义缓坡方程。提出了随机波辐射应力和波生流的计算方法,并进行了数值模拟,揭示了随机波波生流的特性。建立了波浪影响后的三维浅水斜压流场模型,以及适用于复杂地形和边界的自适应网格流场数值计算模型,成功应用于长江口等区域的流场模拟。 2. 波-流共同作用下的泥沙输运模型及模拟 研究严密推导了适用于河口海岸地区的三维泥沙输运模型,能够合理反映波-流共同作用下的泥沙输运特性,为悬沙三维输运研究提供了理论框架。同时,建立了波-流共同作用下的二维全沙输运模型及岸滩冲淤演变模型,通过现场观测、室内实验和数值分析,合理确定了模型参数,并成功模拟了长江河口及其邻近区域的泥沙输运特性。 3. 长江河口及其邻近区域沉积过程与地貌演变 基于现场观测资料,通过动力、沉积、地貌综合分析,初步揭示了长江口淤泥质岸段不同时间尺度的冲淤变化特征及控制因子。探讨了潮滩湿地对流、浪、含沙量及冲淤幅度的影响。建立了风暴引起的岸滩冲淤演变模型,包括:1) 近岸非对称型台风场模型;2) 波浪影响下的风暴潮、天文潮、径流复合流场模型;3) 广义曲线坐标系下的波浪折射-绕射模型;4) 盐度对流扩散模型;5) 波-流共同作用下的泥沙输运模型;6) 滩槽冲淤演变模型。这些模型成功模拟了台风引起的长江河口悬沙与底沙输运特性及航槽冲淤变化。 项目组已发表学术论文28篇,其中SCI检索刊物15篇(国外5篇,国内10篇),国内核心刊物13篇。 (河口海岸国家重点实验室2002年度成果) (责任编辑:泉水) |