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1、萊州灣東岸近岸海域規(guī)劃圍填海后沖淤演變預(yù)測周廣鎮(zhèn),馮秀麗,劉杰,劉瀟,徐芳(中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院,山東青島266100)摘要:運用Mike21模型中的水動力模塊對研究區(qū)的潮流場進行了模擬,分析研究區(qū)的沖淤趨勢;利用經(jīng)驗公式,對波浪和潮流進行耦合,計算出極端條件下的最大沖刷深度,對比規(guī)劃用海實施前后的最大沖刷深度,以對該區(qū)域的海岸防護、工程選址等提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明:受到填海工程的影響,龍口灣內(nèi)有輕微淤積,界河至石虎咀近岸海域的波浪和潮流受工程影響而變小,沖刷強度變?nèi)?。關(guān)鍵詞:萊州灣東岸;水動力演變;最大沖刷深度中圖分類號:P751文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1000
2、-3096(2014)01-0015-05doi:10.11759/hykx20120517002山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)規(guī)劃的9個集中集約用海核心區(qū),萊州灣有4個,僅位于萊州灣東岸的龍口灣海洋裝備制造業(yè)集聚區(qū)一期工程,填海面積2接近50km,如此大規(guī)模的圍填海,必定會導(dǎo)致萊州灣海域潮流、波浪、泥沙沖淤狀況的改變,進而影響萊州灣東岸附近海域的沖淤變化,以及岸線的變化。近50a來許多學(xué)者對該區(qū)的侵蝕災(zāi)害和泥沙運[1-3]移做過大量研究,研究萊州灣東岸近岸海域的沖淤變化,對指導(dǎo)該區(qū)海岸防護、工程選址和沿岸地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃具有重要意義。1自然概況1.1研究區(qū)地質(zhì)地貌圖1填海工程位置
3、及研究區(qū)水深地形圖萊州灣東岸位于山東半島西北部,北界為屺坶島Fig.1Locationofthereclamationandwaterdepthofthe及其連島沙壩,東為龍口港,向西南經(jīng)招遠延伸至萊studyarea州的石虎咀(研究位置如圖1所示)。屬于穩(wěn)定的平原港間NE-SW向縱向主水道寬度也為500m,北部灣海岸,其平面形態(tài)呈對數(shù)螺旋形。本段海岸沿岸堤低,NW-SE向橫向水道寬度300m,南部NW-SE向橫向海灘較寬,坡度緩,物質(zhì)細。構(gòu)造上位于郯廬大斷裂東水道寬度200m。規(guī)劃用海區(qū)共形成人工岸線54.8km,側(cè),為上升區(qū),屬于膠東隆起及膠北抬凸的西北翼,沿2占用自
4、然岸線3.9km。招遠部分填海約9km。岸多低緩丘陵,沙嘴、沙壩、湖十分發(fā)育潟,是典型的對數(shù)螺旋型砂質(zhì)海岸。研究區(qū)地勢由東南向西北傾斜,2數(shù)值模擬簡介[4]入海河流主要有界河、朱橋河和王河等。2.1模型介紹及參數(shù)設(shè)置1.2工程概況MIKE21是丹麥水動力學(xué)研究所開發(fā)的一種平龍口灣臨港高端制造業(yè)聚集區(qū)一期工程龍口部分,南至龍口界河以北300m,北至龍口恒河入海口收稿日期:2012-05-17;修回日期:2013-11-02南側(cè),西至約?8.5m等深線,東至海岸線,集中集約基金項目:海洋公益科研專項(201005009)2作者簡介:周廣鎮(zhèn)(1986-),男,山東棗莊人,碩士在
5、讀,主要從事海洋地填海約37km。共有6個人工島和1個突堤式人工質(zhì)環(huán)境與工程研究,E-mail:anchor.ocean@163.com;馮秀麗(1962-),通信島填海,人工島群和陸地間水道寬度約500m,島作者,電話:0532-66782057,E-mail:fengxiuli@ouc.edu.cnMarineSciences/Vol.38,No.1/201415面二維數(shù)值模型,采用擬合陸邊界、網(wǎng)格設(shè)計靈活現(xiàn)狀,潮流整體由SW往NE流,屺姆島最大流速約且可隨意控制網(wǎng)格疏密的非結(jié)構(gòu)三角網(wǎng)格剖分計算為75cm/s;石虎咀最大流速約25cm/s,招遠岸段附域。因其具有友好的
6、界面、可靠的算法、強大的前近海域潮流流速整體介于18~35cm/s之間。后處理功能等優(yōu)點,已經(jīng)在世界70多個國家得到應(yīng)通過數(shù)值模擬結(jié)果(圖3)可以看出,工程前后,用,并得到世界公認。MIKE21FM采用標(biāo)準(zhǔn)Gale-研究區(qū)西北部流速大小基本不變;受到工程影響,rkin有限元法進行水平空間離散,在時間上采用顯龍口灣流速減小4~8cm/s,填海工程招遠部分至石[5]式迎風(fēng)差分格式離散動量方程與輸運方程?；⒕椎慕秴^(qū)域流速減小4~12cm/s,工程形成的半采用三角形非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,開邊界處由M2,S2,O1,圓形區(qū)域,流速減小24cm/s;填海工程西側(cè)由于挑K1四個主要分潮提供水位
7、開邊界條件。四分潮調(diào)和流作用流速變大0~8cm/s,填海工程招遠部分與岸常數(shù)由渤、黃、東海海洋圖集各分潮同潮圖內(nèi)插得之間的水道以及兩工程之間的水道,流速增大幅度到。為了能清楚了解本工程附近海域的潮流狀況,將在4cm/s左右。本工程附近海域進行局部加密,加密區(qū)域計算范圍為37.447°~37.686°N,120.012°~120.317°E。整個模擬4極限沖刷深度預(yù)測計算區(qū)域(填海之前)共有7024個節(jié)點和12304個三角單4.1計算原理元組成。海岸地區(qū)大規(guī)模的泥沙輸移大多是波浪和水流2.2潮位驗證共同作用下完成的。根據(jù)力學(xué)平衡
