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1、河口余流場(chǎng)的數(shù)值模擬研究NumericalSimulationofResidualCurrentinEstuary領(lǐng)域：水利工程作者姓名：張曉寧指導(dǎo)教師：張金鳳教授企業(yè)導(dǎo)師：嚴(yán)冰天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一七年五月萬方數(shù)據(jù)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了
2、謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要長江素有“黃金水道”之稱，是中國第一大河。如今，長江口在三期工程以后逐漸呈現(xiàn)時(shí)空分布高度集中、航道淤積變大的問
3、題。因此，研究長江口水動(dòng)力、鹽度、泥沙等的變化規(guī)律，對(duì)于深入認(rèn)識(shí)長江河口水沙運(yùn)動(dòng)有十分重要的意義。余流是海流中除去純潮流后所剩余的部分，水體中攜帶的鹽度及泥沙顆粒將隨水質(zhì)點(diǎn)的非周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生遷移，因此余流對(duì)于沉積物的長期輸運(yùn)起著決定性的作用。本文基于FVCOM三維水動(dòng)力、鹽度、泥沙數(shù)學(xué)模型建立了五個(gè)理想算例及長江口深水航道工程海域的實(shí)際算例，對(duì)不同條件下的余流結(jié)構(gòu)及余流與沉積物運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。本文的具體研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論如下：（1）設(shè)置五個(gè)不同的理想算例分析余流場(chǎng)、鹽度場(chǎng)及泥沙淤積特性分析，得到如下結(jié)論：若
4、無地形或構(gòu)筑物的阻擋，潮流余流流向基本一致，表層余流流速比底層余流流速大。平行于余流流向的堤壩不會(huì)對(duì)余流結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯影響，垂直于余流流向設(shè)置的堤壩會(huì)使余流結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化。喇叭形堤壩的設(shè)置對(duì)余流結(jié)構(gòu)也有明顯的影響，在反向喇叭形堤壩的影響下，航道內(nèi)余流流速變化趨勢(shì)也呈現(xiàn)相反趨勢(shì)。北航道附近產(chǎn)生的地形變化對(duì)南航道的余流分布特征影響不大。（2）長江口北槽中余流結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，北槽附近的余流分布特性與理想算例中設(shè)置丁壩和導(dǎo)堤的算例模擬的余流分布特性類似。丁壩的修建導(dǎo)致潮流流經(jīng)丁壩之間時(shí)截面面積變小，余流流速變大，并且在壩田形成
5、了明顯環(huán)流。（3）由長江口鹽度場(chǎng)的平面分布可知，南支沖淡水范圍比北支范圍廣，南港北槽中丁壩之間沖淡水范圍達(dá)到最大。對(duì)比余流場(chǎng)和鹽度場(chǎng)的平面分布特征，余流流速較大的區(qū)域沖淡水范圍廣，余流流速較小的區(qū)域鹽水入侵范圍廣，余流分布與鹽度場(chǎng)分布具有一定相關(guān)性。（4）綜合分析泥沙淤積分布與余流分布可以發(fā)現(xiàn)，表層指向底層的垂向余流流速明顯增加和水平向流速明顯減小的區(qū)域，泥沙淤積厚度會(huì)有顯著增加。而泥沙沖刷加劇的區(qū)域余流的垂向分量減小，水平分量增加。余流結(jié)構(gòu)變化與泥沙淤積變化有一定的相關(guān)性。關(guān)鍵詞：余流、鹽度、泥沙淤積、長江口、FV
6、COMI萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTTheYangtzeRiveristhebiggestriverinChina,andhasthefunctionof"goldenchannel".Now,thelargesiltationquantitywithstrongsiltationatthespecificchannelpositionisgraduallybecomingoneofseriousproblems.Therefore,theresearchofthehydrodynamic,salinitydistrib
7、utionandsedimenttransportplaysanimportantroleintheunderstandingthesiltationprocessesoftheYangtzeestuary.Residualcurrentsareresidualpartsafterthecurrentfilteroutthecyclicalparts,thesalinityandsedimentparticlescarriedinwaterwillmovealongwiththeresidualcurrent,sot
8、heresidualcurrentplaysadominateroleinthelong-termsedimenttransport.BasedonFVCOMthree-dimensionalhydrodynamic,salinityandsedimentnumericalmodel,fiveidealnumericalexperimentsa
