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《中国海洋大学》 2007年
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岚山港西突堤工程对海底冲淤影响预测

薛刚  
【摘要】: 按照规划,岚山港西突堤工程将建设于日照岚山渔港以南。围垦之后,由于边界条件的改变,可能导致潮流特性随之变化,悬沙分布和海底地貌可能也相应变化。要定量预测岚山港西突堤工程可能引起的海底冲淤影响,建立数学模型是最有效的方法。但由于海岸动力环境多变,泥沙运动复杂,加之泥沙问题本身的复杂性,如仅用数学模型,其预测结果将受到一定的限制,故本文采用实测调查与数学模型计算相结合的方法,宏观把握,微观量化,在掌握岚山港西突堤工程所在海域潮流、悬沙量分布、表层底质沉积物类型及特点基本态势的基础上,紧扣开发工程可能引起潮流场变化,分析工程后悬沙量、海底冲淤变化及其空间分布,进而建立潮流作用下的泥沙输运数学模型,首先比较好地模拟目前岚山港西突堤工程附近海域的潮流场和悬沙场,然后预测海湾沿岸可能引起的冲淤强度变化和冲淤区域的空间分布。 本文的主要研究成果如下: 1.出海实测得到的工程海区概况 潮流是以半日潮流为主,涨潮流方向为SW~SSW,落潮流方向为NE~NNE。涨潮最大流速约为40~55 cm/s,落潮最大流速约为20~40 cm/s。潮流基本为往复流形式,岸边流向大致平行于海岸。 工程海区近表层悬浮物含量变化范围在11.7~28.4mg/L之间,平均值为18.6mg/L;近底层悬浮物含量变化范围在8.7~48.9mg/L之间,平均值为22.1mg/L。总体来看,岚山港西突堤工程周边海域表底层悬浮物浓度一般由岸边向外海逐渐升高。 该区底质类型主要为砂、砂粉砂质粘土两大类。砂主要分布于工程所在区域的南北两侧。总的来看,港区近岸沉积物以中细砂为主,向海逐渐过渡为极细砂、粉砂质砂、砂-粉砂-泥、泥质粉砂和粉砂质泥。 2数值模型 要定量预测海湾填海工程可能引起的海底冲淤影响,建立数学模型是最有效的方法。在工程海区实测调查基础上,本文修改ECOMSED模型,根据数值模拟和模型设置的需要完成了所需程序的开发,使之适合于岚山港西突堤工程海域的水动力、悬沙量、海底冲淤模拟。完善后的数学模型可完全适合于岚山港周边海区及其相似海区的水动力、悬沙量和海底冲淤数值模拟。 3工程前后潮流场变化 工程后,潮流场的涨落方向和流速大小与工程前大致一致,只是由于西突堤工程的兴建,导致工程附近海域过水面积减小,流速略有增强。变化最大的则在规划西突堤工程的北侧和渔港码头之间。由于规划西突堤工程的影响,在规划西突堤工程引堤北侧形成一个逆时针方向的气旋式小流场。由于西突堤工程的阻碍,在西突堤工程附近,工程后潮流绕过工程外侧。 4工程前后悬沙量变化 工程前后悬沙分布的基本规律:在工程海域,悬沙量均保持为较低值,大致为11~19mg/L;悬沙等值线基本平行于等深线,随深度的减小浓度减小,一般到近岸区达到最低;悬沙量的日周期性变化规律明显,悬沙量涨潮时大于落潮时,高潮时大于低潮时,大潮时大于小潮时。 工程前相比,在规划工程附近,由于规划工程对潮流的阻挡,同一悬沙量等值线基本上绕过工程外侧,而在规划工程前,同一悬沙量等值线穿过工程海域。总起来说,悬沙量总体上变化不大,只是空间分布上发生了一些变化,即工程所在海域悬沙量比工程前有所降低。 5工程前后海底冲淤变化 工程前后海底冲淤相同的地方是:大致沿-10m等深线向近岸呈淤积状态,近岸由于潮流流速小,一些悬沙落淤,月淤积量在近岸附近约2-6mm;而-10m等深线以深基本上呈轻微冲刷状态,月冲刷量一般在0.2mm以下。 与工程前的海底冲淤相比,西突堤工程造成规划西突堤工程和岚山渔港围成的港池内潮流流速降低,致使淤积比工程前严重,同时,西突堤工程西南侧在落潮流作用下受到轻微冲刷,引堤南北两侧也有少量轻微冲刷。 在潮流作用30天情况下,工程前,规划西突堤工程和岚山渔港围成的港池内海底地形冲淤变化量为2~3mm,按平均泥沙淤积变化量2.5mm计算,得到年淤积量约为3.0cm左右;工程后,规划西突堤工程和岚山渔港围成的港池地形冲淤变化量在2~6mm,按平均泥沙淤积变化量4mm计算,年淤积量约为4.8cm左右。以上计算结果表明,由于该工程的建成,规划西突堤工程和岚山渔港围成的港池内水动力条件变弱,水体静稳,在一定程度上促进了悬浮泥沙的沉积,但在工程海域的淤积现象,应该说还是比较轻的,不会对渔船航行造成较大影响。 这些研究成果可为岚山港西突堤工程建设及其周边海域特别是岚山渔港的环境整治提供理论依据,以便采取相应措施,更好地发挥岚山港西突堤工程和岚山渔港在经济、社会和生态环境等各方面的综合效益。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P753

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