[发明专利]一种淤泥质海岸浮泥形成条件的定量计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淤泥质海岸浮泥形成条件的定量研究方法，属于淤泥质海岸工程泥沙研究技术领域。

背景技术

淤泥质河口海岸地区浮泥现象普遍存在，是该地区特有的一种泥沙运动形态。如国内的连云港、黄河口、天津港、长江口、椒江口、黄骅港、法国的Sevres河口、英国的Thames河口、美国的Mississippi河口、巴西的Amazon河口等地区对浮泥现象的报导屡见不鲜。由于浮泥与港口航道淤积、河口海岸演变、航行水深利用、港口环境污染及污染物输移等实际问题密切相关，一直是学术界、工程界关注的焦点话题。

浮泥的研究方法主要有现场观测、室内试验、理论分析及运用。在现场观测方面，主要是通过相关技术对近底层的含沙水体及淤积物密度垂向剖面进行观测，具体方法如冰冻样芯、γ射线、双频测深仪等，并可以概括为直接测量法、射线及声波技术，进而获得河口海岸地区的浮泥层分布情况；在室内试验方面，分为两方向：一个方向是对浮泥本身流变特性进行试验，另一个方向是对浮泥在动力作用下的运动特征进行试验，包括波浪作用和水流作用；在现场观测及室内试验基础上，从理论分析角度对浮泥的形成条件及动力作用下的浮泥响应数值模拟等进行研究；在实际运用方面，主要是研究考虑浮泥的港池航道回淤预报模式。

就浮泥形成条件而言，目前流行的观点认为：当悬沙的落淤率大于浮泥的沉积率时，浮泥开始形成。长江口的浮泥形成应具备如下几点定性条件：细颗粒泥沙多、水动力条件相对较弱、适当的盐度；而杭州湾、三门湾和象山湾浮泥形成应具备如下基本条件：(1)有丰富的细颗粒物质的供应源，(2)迅速衰减的动力条件，(3)存在明显的负地形。

从前面的阐述中可以看出，关于河口、海岸、港湾内的浮泥形成已取得了许多成果，但是由于浮泥形成机理的复杂性，现在的研究成果还是存在一定为问题：

首先，淤泥质海岸地区泥沙运动极其复杂，浮泥现象又与海域内极端天气条件下的风况、浪况、潮流特征以及泥沙特性均息息相关，往往此种极端天气条件下的现场资料较难获得，进而制约了浮泥形成条件的研究；

其次，关于浮泥形成的条件往往仅作定性研究，虽在一定程度上揭示了浮泥形成的内在机理，但每当外界环境发生改变后，此种非定量的研究成果就不具备很好的适用性和指导性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，定量研究淤泥质海岸浮泥的形成条件，提供一种淤泥质海岸浮泥形成条件的定量计算方法，寻求在此类海岸具有较强适应性的预报研究模式。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种淤泥质海岸浮泥形成条件的定量计算方法，包括如下步骤：

步骤A，根据港口工程的位置，建立工程海域的二维潮流泥沙数学模型，采用有限体积法求解二维潮流泥沙数学模型，得到浮泥形成条件定量计算所需的水动力及泥沙参数，所述二维潮流泥沙数学模型的控制方程见式(1)～(6)：

①连续方程：

∂h∂t+∂hu‾∂x+∂hv‾∂y=hS---(1)]]>

②运动方程：