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《清华大学》 2010年
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河口三维水沙输移过程数值模拟研究

马方凯  
【摘要】:针对河口水动力学特征和泥沙输移特点,建立了三维水动力学与泥沙运动数值模型,探讨河口水动力学过程,泥沙输移和床面形态发展之间的相互关系。本文的数值模型是基于国际上影响较大的ECOMSED三维水沙数学模型,在前人已有工作的基础上进行创新,增加了新的功能模块使之适应河口区域潮流运动和泥沙输移过程的数值模拟,主要创新点如下: 1)侧向固壁边界在天然大尺度水域的计算中设置为滑移边界,但是在计算精度要求较高的小尺度水体问题时,侧向固壁边界采用类似底面边界的处理方式,设置为半滑移边界,不但提高了模型的使用范围,也适合河口和湖泊水流运动的数值模拟;2)加入干湿边界处理模块,定义低于给定临界水深的区域为干网格,在整个模拟区域内对原始方程进行求解;3)加入推移质输沙的不平衡输运模块,并将推移质输沙引起的床面变化加入到床面变形方程。 采用航槽水流、丁坝绕流、松散床面泥沙冲刷试验和一个具有解析解的抛物面水面振荡过程对数学模型进行了验证,充分显示了建立的三维水动力学和泥沙输移数学模型的适用性。 分析了渐扩水槽模型试验的泥沙冲刷过程的实测数据,根据动床沙波阻力与其几何尺寸的关系,研究了试验模型的床面粗糙高度动态变化过程,并利用本文提出的数值模型对物理模型试验的水流和泥沙输移过程进行了模拟。将数值模拟得到的流场、紊动能、床面切应力、水体含沙浓度、床面冲淤变形过程与实测资料进行了比较,两者结果符合较好。 结合实际河口的地形、水文和潮位观测资料,对大潮河口的水沙输移过程进行了三维数值模拟,模型参数通过野外监测数据进行率定。得到了潮流条件下的流速分布,水深随时间变化过程和床底的冲淤过程。模拟结果表明,河口区处于微弱冲刷状态,主要冲刷位置发生在河口上游的河道缩窄处,河口区的滩地比较稳定。河口区内的盐度和泥沙输移均受潮流支配。研究结果为河口地区水环境治理提供了技术支撑。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TV142

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨晨;地形演变模型与湿地健康评价方法及其在黄河口的应用[D];清华大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪富泉,李后强,艾南山,刘兴年,丁晶;水流、泥沙运动及河床演变中的分形与自组织[J];大自然探索;1999年03期
2 M. A. MEKONNEN;B. DARGAHI;;THREE DIMENSIONAL NUMERICAL MODELLING OF FLOW AND SEDIMENT TRANSPORT IN RIVERS[J];International Journal of Sediment Research;2007年03期
3 William B. RAUEN;Roger A. FALCONER;;Transition from wavelets to ripples in a laboratory flume with a diverging channel[J];International Journal of Sediment Research;2008年01期
4 张晓龙,李培英,李萍,徐兴永;中国滨海湿地研究现状与展望[J];海洋科学进展;2005年01期
5 龙中林;吕邦泰;;用标准二维k-ε模型模拟电厂冷却池[J];河海大学学报;1992年03期
6 申霞;姚琪;王鹏;;动边界技术在POM模型中的研究与应用[J];海洋通报;2006年01期
7 陈吉余,陈沈良;中国河口海岸面临的挑战[J];海洋地质动态;2002年01期
8 季子修,蒋自巽,朱季文,杨桂山;海平面上升对长江三角洲附近沿海潮滩和湿地的影响[J];海洋与湖沼;1994年06期
9 王泽良,王日新,陶建华;渤海湾流场以及污染物分布的数值模拟研究[J];海洋与湖沼;1999年02期
10 黄长江,董巧香;1998年春季珠江口海域大规模赤潮原因生物的形态分类和生物学特征I[J];海洋与湖沼;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陆永军;三维紊流泥沙数学模型及其应用[D];南京水利科学研究院;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨宗国;;浅谈引黄灌区水沙分布规律及泥沙处理对策[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年11期
2 王玉珍;;黄河三角洲湿地资源及生物多样性研究[J];安徽农业科学;2007年06期
3 赵红艳;陈晔;;江苏沿海主要海洋灾害分析与减灾对策[J];安徽农业科学;2009年04期
4 安鑫龙;齐遵利;李雪梅;张秀文;;中国海岸带研究Ⅲ——滨海湿地研究[J];安徽农业科学;2009年04期
5 刘长东;;基于GIS的青岛市滩涂资源管理系统开发实践[J];安徽农业科学;2011年24期
6 刘峰;董贯仓;秦玉广;刘超;朱士文;;黄河口滨海湿地4条入海河流污染物现状调查[J];安徽农业科学;2012年01期
7 贝荣塔;王乐;郑才庆;张叶新;;污染底泥砷解吸规律研究[J];现代农业科技;2010年06期
8 蒋军成;涂善东;;化工安全管理计算机辅助系统的研究[J];兵工安全技术;1999年05期
9 蒋智勇,程和琴,陈吉余,周天瑜;长江口南槽底沙再悬浮对重金属吸附的影响[J];安全与环境学报;2003年03期
10 李兰娟;刘福强;凌盼盼;李爱民;荆晓生;;含氮废水处理技术和工艺研究进展[J];安全与环境学报;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于玉贞;谢立全;孙逊;;渗流作用下的江河岸坡冲刷变形分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
2 陈桃英;颜天;周名江;;东海大规模赤潮藻对菲律宾蛤仔受精卵孵化和蒙古裸腹溞种群的影响[A];全国生物多样性保护及外来有害物种防治交流研讨会论文集[C];2008年
3 王冬梅;程和琴;周丰年;杨忠勇;和玉芳;吴敬文;;近岸沙波分布区桥墩局部冲刷深度的估算[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
4 赵志舟;周华君;;川江弯曲分汊河段卵石浅滩航道整治技术研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
5 陈晓;张国强;林宣军;林汉柱;;南方地区开式湖水源热泵的应用[A];中国管理科学文献[C];2008年
6 吴迪生;黎广媚;赵雪;冯伟忠;马毅;;海洋水文气象对广东沿海赤潮影响研究[A];中国海洋学会2005年学术年会论文汇编[C];2005年
7 陈沈良;吴桑云;于洪军;;中国海岸侵蚀与防护技术探讨[A];中国海洋学会海岸带开发与管理分会学术研讨会论文集[C];2006年
8 刘梅冰;陈兴伟;;闽江下游感潮河道二维水质模拟研究[A];福建省第十一届水利水电青年学术交流会论文集[C];2007年
9 张晓龙;李培英;;黄河三角洲滨海湿地海岸侵蚀灾害及风险[A];中国灾害防御协会风险分析专业委员会第二届年会论文集(二)[C];2006年
10 张小峰;董炳江;穆锦斌;白洋;;特大洪水在荆江河段演进模拟研究[A];纪念’98抗洪十周年学术研讨会优秀文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张静;深圳湾水环境综合评价及环境容量研究[D];大连海事大学;2010年
2 王云飞;东海赤潮监测卫星遥感方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 邹华志;河网、河口及海岸整体联解数值模式及其在珠江口咸潮上溯研究的应用[D];中国海洋大学;2010年
4 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 余云军;胶州湾流域与海岸带综合管理研究[D];中国海洋大学;2010年
6 刘高峰;长江口水沙运动及三维泥沙模型研究[D];华东师范大学;2011年
7 曾剑;基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究[D];浙江大学;2011年
8 曾和平;金沙江支流龙川江流域河流输沙特征及其对气候和地表覆被变化的响应[D];昆明理工大学;2009年
9 丁文荣;云南省盘龙河流域河流悬移质输移变化及其对环境变化的响应[D];昆明理工大学;2008年
10 李学海;深厚覆盖层河床截流若干关键技术问题研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 国先翠;武汉市城市湖泊生态旅游潜力评价研究[D];华中农业大学;2010年
3 段鹿杰;胶州湾湿地资源保护法律问题研究[D];山东科技大学;2010年
4 房殿荣;黄河下游堤防溃口土体的冲刷性能[D];郑州大学;2010年
5 郭颂歌;浅水流动及其挟沙状态下的数值模拟[D];大连理工大学;2010年
6 周远方;大南川水库溃坝的数值模拟研究[D];长沙理工大学;2010年
7 侯斌;低水头航电枢纽泄水闸下游局部冲刷问题研究[D];长沙理工大学;2010年
8 张敏;滨海湿地药用植物二色补血草化学成分及HPLC化学指纹图谱研究[D];中国海洋大学;2010年
9 王桂荣;水平刻槽管壁面升膜蒸发传热传质耦合研究[D];中国海洋大学;2010年
10 赵健;青岛近海夏季表层海流特征分析及数值同化研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹连庆;韩忠阁;龙源;;衡水湖湿地生态系统健康评价[J];环境科学与管理;2009年11期
2 胡会峰,徐福留,赵臻彦,詹巍;青海湖生态系统健康评价[J];城市环境与城市生态;2003年03期
3 关元秀,刘高焕,王劲峰;基于GIS的黄河三角洲盐碱地改良分区[J];地理学报;2001年02期
4 许学工,陈晓玲,郭洪海,林辉平;黄河三角洲土地利用与土地覆被的质量变化[J];地理学报;2001年06期
5 李春晖;郑小康;崔嵬;庞爱萍;杨志峰;;衡水湖流域生态系统健康评价[J];地理研究;2008年03期
6 韩其为,何明民;细颗粒泥沙成团起动及其流速的研究[J];湖泊科学;1997年04期
7 胡志新,胡维平,谷孝鸿,陈宇炜,季江;太湖湖泊生态系统健康评价[J];湖泊科学;2005年03期
8 杨明;秦崇仁;刘振纹;李泽刚;;一线模型在黄河口岸线预报中的应用[J];中国港湾建设;2006年01期
9 俞小明;石纯;陈春来;魏文彪;;河口滨海湿地评价指标体系研究[J];国土与自然资源研究;2006年02期
10 李东风,李泽刚,张青玉;清水沟北汊流路入海泥沙对东营港影响的数值分析[J];黄渤海海洋;1998年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许学工,林辉平,付在毅,布仁仓;黄河三角洲湿地区域生态风险评价[J];北京大学学报(自然科学版);2001年01期
2 崔玉川,傅涛;我国水污染及饮用水源中有机污染物的危害[J];城市环境与城市生态;1998年03期
3 张修忠,王光谦,金生;浅水流动有限元分析及其高分辨率格式[J];长江科学院院报;2001年01期
4 朱勇辉,廖鸿志,吴中如;国外土坝溃坝模拟综述[J];长江科学院院报;2003年02期
5 许建平;浙江近海上升流区冬季水文结构的初步分析[J];东海海洋;1986年03期
6 曹欣中,张月秀;长江三峡工程对河口近海区理化环境要素的影响[J];东海海洋;1993年04期
7 崔保山,刘兴土;黄河三角洲湿地生态特征变化及可持续性管理对策[J];地理科学;2001年03期
8 程天文,赵楚年;我国沿岸入海河川径流量与输沙量的估算[J];地理学报;1984年04期
9 夏东兴,王文海,武桂秋,崔金瑞,李福林;中国海岸侵蚀述要[J];地理学报;1993年05期
10 钱春林;引滦工程对滦河三角洲的影响[J];地理学报;1994年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 龚政;长江口三维斜压流场及盐度场数值模拟[D];河海大学;2002年
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1 刘忠清;印度马哈纳迪河流域的冲刷和淤积速率[J];水利水电快报;1994年10期
2 曾和平;朱云梅;周跃;;基于MLP-ANN神经网络的河流泥沙输移对气候变化的响应[J];环境科学与管理;2009年04期
3 何用;胡晓张;;珠江河口治理规划方案下伶仃洋泥沙运动及冲淤演变规律分析[J];人民珠江;2010年06期
4 陈建湘;徐建秋;;深圳河潮流水文特性分析[J];长江工程职业技术学院学报;2006年03期
5 刘青泉;安翼;;土壤侵蚀的3个基本动力学过程[J];科技导报;2007年14期
6 张俊华;陈书奎;李书霞;马怀宝;;小浪底水库拦沙初期泥沙输移及河床变形研究[J];水利学报;2007年09期
7 申冠卿,李勇,岳德军,李小平;艾利河段泥沙输移特性及不淤临界含沙量探讨[J];人民黄河;2004年11期
8 姬昌辉;;漫滩水流特征综述[J];水利科技与经济;2005年09期
9 李世森;李国杰;蔡惊涛;;垂向二维悬沙输移有限元数学模型[J];港工技术;2006年02期
10 戴玉婷;;弯道水流基本特性研究现状分析[J];湖南交通科技;2008年01期
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1 林缅;袁志达;;非对称波状底床上泥沙输移探究[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
2 杨迎宾;童思陈;王万战;黄国鲜;;基于MIKE21的黄河口流场验证及嵌套模型论证[A];水文泥沙研究新进展——中国水力发电工程学会水文泥沙专业委员会第八届学术讨论会论文集[C];2010年
3 王崇浩;曹文洪;;三维水动力泥沙输移模型及应用[A];中国水力发电工程学会水文泥沙专业委员会第七届学术讨论会论文集(上册)[C];2007年
4 许祥向;丁晓瑛;余顺超;喻丰华;;珠江口伶仃洋整治开发对河势发展影响分析[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
5 王家生;卢金友;柴晓玲;姚仕明;;三峡工程运用后水沙输移变化对长江中游河岸带生境影响初步分析[A];“三峡工程建成后对长江中游的影响”专题论坛——2007中国科协年会分论坛之十论文集[C];2007年
6 王家生;卢金友;柴晓玲;姚仕明;;三峡工程运用后水沙输移变化对长江中游河岸带生境影响初步分析[A];三峡工程建成后对长江中游的影响——2007中国科协年会分论坛之十论文集[C];2007年
7 张寒元;刘红;龚鸿锋;孙文建;;鸭绿江口西水道水沙输移特征[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(中)[C];2011年
8 李义天;孙昭华;江凌;;三峡水库对长江中游防洪航运影响研究[A];“三峡工程建成后对长江中游的影响”专题论坛——2007中国科协年会分论坛之十论文集[C];2007年
9 李义天;孙昭华;江凌;;三峡水库对长江中游防洪航运影响研究[A];三峡工程建成后对长江中游的影响——2007中国科协年会分论坛之十论文集[C];2007年
10 吴海山;王亚娟;赵洪岩;;永定河下游水沙变化趋势及其影响分析[A];中国水力发电工程学会水文泥沙专业委员会第七届学术讨论会论文集(上册)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 韩其为,中国工程院院士;余欣,高级工程师,黄河数学模拟系统首席专家;探寻泥沙输移规律 构建精确数字流场[N];黄河报;2009年
2 余欣;通过国家自然科学基金委验收[N];黄河报;2009年
3 记者 李坤 王鑫 唐瑾;陈雷畅谈流域水文发展重点[N];中国水利报;2009年
4 王红育;黄河:振动测沙仪轻松检测“沉重”[N];中国水利报;2003年
5 王洪强;河南西峡精心打造“清水缸”[N];中国水利报;2004年
6 刘士磊 张风丽 田庆举 黄华;黄河下游水量管理的全新变革[N];中国水利报;2003年
7 记者 李满福;黄河黑山峡河段开发步入快车道[N];甘肃日报;2009年
8 贾海 张志杰;国内最大的水利防洪模型 长江防洪实体模型将落户武汉[N];中国水利报;2002年
9 孙长安;“3S”技术在水土流失监测中的应用与展望[N];中国水利报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马方凯;河口三维水沙输移过程数值模拟研究[D];清华大学;2010年
2 邓金运;流域水沙输移模型及其在长江上中游的应用[D];武汉大学;2003年
3 黄才安;冲积河流水流泥沙运动基本规律的研究[D];河海大学;2004年
4 许丹;钱塘江河口物质输移与能量数值研究[D];浙江大学;2010年
5 杨克君;复式河槽水流阻力及泥沙输移特性研究[D];四川大学;2006年
6 孙昭华;水沙变异条件下河流系统调整机理及其功能维持初步研究[D];武汉大学;2004年
7 刘高峰;长江口水沙运动及三维泥沙模型研究[D];华东师范大学;2011年
8 张为;水库下游水沙过程调整及对河流生态系统影响初步研究[D];武汉大学;2006年
9 杨晨;地形演变模型与湿地健康评价方法及其在黄河口的应用[D];清华大学;2010年
10 蒋陈娟;长江河口北槽水沙过程和地貌演变对深水航道工程的响应[D];华东师范大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 章宏伟;椒江河口悬沙运动的二维数值模拟[D];浙江大学;2006年
2 王明明;水流作用下地形不稳定性数值模拟[D];大连理工大学;2011年
3 温洪涌;海岸泥沙输移的数值模拟及其应用[D];大连理工大学;2008年
4 范中海;川江推移质计算方法比选与防沙安全设计[D];四川大学;2005年
5 王逸晨;码头附近潮流场及工程泥沙问题的数值模拟[D];中国海洋大学;2005年
6 王博;连续弯道水流及床面变形的试验研究[D];清华大学;2008年
7 孙波;疏浚弃土的近程扩散与输移[D];南京水利科学研究院;2002年
8 王开荣;黄河河口泥沙输移及其分布规律研究[D];西安理工大学;2003年
9 孙平锋;椒江口二维潮流泥沙数学模型研究及其应用[D];浙江大学;2006年
10 刘洁玉;坝堤溃决诱发的水流泥沙运动过程研究[D];天津大学;2012年
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