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舟山六横近岸环流特性研究

作　者: 周妹贞
导　师: 姚炎明
学　校: 浙江大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 舟山六横 环流 Delft-3D 实测分析 三维潮流模型 切变地形
分类号: TV148.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


环流是自然界水体中广泛存在的一种水力现象,它对其所处水域的流场特性、悬移物质的输移、地形的演变、近岸生物的生长环境等有着重要的影响,因而引起了许多学者的关注,对其形成、发展及特性进行了一定的研究。本文选择了舟山六横岛附近海域作为研究海域,根据现有地形资料,结合六横近岸东北侧水域的水文实测资料,初步分析了六横近岸的环流情况。随后采用Delft-3D软件中的FLOW模块,对六横东北侧的附近水域进行了三维数值模拟,在验证良好的模型基础上,结合实测分析结果,探讨了六横近岸环流的特点。实测结果分析表明,在由小岛屿引起的切向地形突变带存在较为明显的横向环流现象,涨潮时段环流基本为顺时针方向,落潮时呈逆时针方向。水下地形突变较明显地带,环流现象也较为明显,急流时刻环流的强度大潮大于小潮,而憩流时段小潮环流的持续时间长于大潮。另外,涨急时刻在A断面近岸坡折带近底层,憩流时刻在近岸水域都存在平面环流,涨憩刻较为明显,尤其在大潮期。区域垂向环流现象不明显。数模计算结果认为：在六横近岸坡折带及由小岛屿引起的切向地形突变带存在较为明显的环流现象,它们随着水动力条件的周期性变化而生成、发展和消亡。急流时刻环流基本稳定在坡折带附近,憩流时段环流存在时间约为0.5-2小时,一般在浅水侧生成,消亡于深水侧,环流影响范围在130-700m左右；环流方向自涨潮到落潮,由顺时针方向转为逆时针方向；小潮期急流时刻流速相对较小,憩流时段环流持续时间相对较长,影响范围较大。数模结果还显示,憩流时刻,尤其是涨憩时刻,坡折带附近平面环流现象较为明显。研究水域垂向环流不明显。总体而言,由实测数据分析及三维潮流数值模拟得到的环流结果基本吻合,本文较为成功地体现了舟山六横近岸的环流现象。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
1 绪论  11-23
  1.1 选题背景和研究意义  11-13
  1.2 研究现状  13-21
    1.2.1 环流现象的概况  13
    1.2.2 环流现象的研究  13-18
      1.2.2.1 大洋、近海环流  13-15
      1.2.2.2 弯道环流  15-16
      1.2.2.3 河口环流  16-18
    1.2.3 峡道地区水文泥沙特性研究  18-20
    1.2.4 对现有研究成果的总结  20-21
  1.3 本文研究的主要内容及创新点  21-23
    1.3.1 本文主要研究内容  21-22
    1.3.2 本文主要创新点  22-23
2 研究区域概况  23-27
  2.1 舟山群岛海域概况  24-25
    2.1.1 潮汐  24
    2.1.2 潮流  24-25
  2.2 六横海域概况  25-27
    2.2.1 潮汐  26
    2.2.2 潮流  26
    2.2.3 风、浪  26-27
3 基于实测资料的六横水流运动特性分析  27-40
  3.1 研究区域地形情况  28-29
  3.2 潮流观测结果统计  29-32
    3.2.1 潮汐特征  29
    3.2.2 潮流特征  29-32
  3.3 六横近岸水流运动特性分析  32-40
    3.3.1 横断面水流运动  33-36
    3.3.2 水平面水流运动  36-38
    3.3.3 纵断面水流运动  38
    3.3.4 小结  38-40
4 水动力模型  40-56
  4.1 水动力数学模型概况  40-41
  4.2 研究区域的数学模型的建立  41-45
    4.2.1 控制方程  42-43
    4.2.2 静压假定  43-45
  4.3 模型定解条件  45-47
  4.4 湍流模式  47-48
  4.5 模型计算方法和差分格式  48-50
  4.6 计算区域的划定及网格化  50-56
5 六横环流三维模拟结果  56-85
  5.1 引言  56-58
  5.2 模型的率定  58-63
  5.3 研究区域环流现象的模拟结果  63-66
  5.4 数模结果与实测结果比较  66-68
  5.5 小结  68-85
6 结论与展望  85-87
  6.1 主要结论  85
  6.2 展望  85-87
参考文献  87-92
作者简历  92

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利工程基础科学 > 泥沙动力学、河流动力学 > 河口、港湾、海岸泥沙 > 河口环流
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