博贺电厂海区波、流共同作用下的悬沙数值模拟 Mathematical Simulation of Suspended Silt under Comment Influence of Wave and Current in Sea Area of Bohe Power Plant.pdfVIP

博贺电厂海区波、流共同 作用下的悬沙数值模拟 胡晓张，何用 (珠江水利科学研究院，广东广州510611) 摘要：博贺电厂厂址濒临南海，受南海潮流、波浪作用，水流运动复杂。为了有效地研究和预报工程海区的潮流、 泥沙运动，弛须考虑潮流、波浪和泥沙的综合作用。结合目前研究成果，建立博贺港海区波浪、潮流共同作用下的 平面二维泥沙数学模型，并采用实测的同步水文泥沙资料对所建模型进行了验证。在此基础上。对博贺电厂不同 方案实施后海区的潮流、泥沙运动进行了模拟和研究。 关键词：悬沙数值模拟；波浪；潮流；博贺电厂 中图分类号：Tvl49．2文献标识码：A 文章编号：1001-9235(2007)06抛47J06 博贺电厂厂址濒临南海，受南海潮流、波浪作用，水流运 曙贝凇母区即泥沙开破进仃J贫研利比拨o 动复杂。厂址海域潮汐属不正规半日潮型，其海流属往复 1平面二维波浪、潮流和悬沙数学模型 流。厂址附近海域波浪以风浪为主，而常浪向和强浪向均是 1．1控制方程 东南向。由于近海域水深开阔、海底地形比较平缓、海滩岸 在贴体正交曲线坐标系下，根据静压和势流假定，波浪 坡较大等地形的关系，近岸海浪的折射、绕射较明显，甚至发 作用下沿垂向平均的二维潮流泥沙基本方程可表述为如下 生变形和破碎现象。厂址附近海域无大江大河注入，河流泥 形式…： 沙的补给少，海水中悬沙含量很低，电厂附近海滩沉积物来 水流连续方程： 源为冲积层和海积层，淤积物中径为O．023，等于淤泥质海 (1) 岸，其冲淤变化受沿岸波浪和潮流的控制，“波浪掀沙，潮流 鲁+荣(地q)+去(砌q)=o 输沙”是工程区域泥沙运动的主要机制。 与河道内泥沙运动主要受水流作用的影响不同，在近岸 詈+去cc，“詈+g”考+聊鲁一”2每，=声一毒 带海滩及河口区，波浪与潮流的共同作用是海区泥沙运动和 岸滩演变的主要动力。因此，为了更有效地研究和预报近岸 话一gl‘—元r一影-Ⅱ一~／u：枷-一磊彳√“。栅Ⅱ-等一∥上矗享一私Ⅱ。√：巧}一袅上等√瓯 带以及河口区的动力演变过程，必须考虑潮流、波浪和泥沙 的综合作用。对于这一方面的研究。曹祖德…等认为，波浪 +去【掣+掣+％鲁飞等】一专巳c。【 诺 ’ 却 ～翱卸 ”钾砖J 加 对水流的影响，包括两个方面，一是在底部摩阻上应考虑波 浪水流的综合作用，二要考虑波浪的剩余动量流(即辐射应 (鑫+鑫)+业铲 ㈤ 力)。通过底床泥沙冲淤函数给出了悬移质输移扩散方程和 海底演变方程。窦国仁呤。等导出了波浪和潮流共同作用下 叼方向动量方程： 的悬沙输移方程式和挟沙能力公式，建立了河口海岸平面二 维泥沙数学模型。辛文杰”1把波浪运动概化为具有时均意 义的波浪场，将“波浪辐射应力”、“波流摩阻力”以及“波流 芸一∥等笋一私‰以可一袅华丽 丙一∥—矿一耐-‰√吒+”：一磊彳~／M‘+”‘‰ 挟沙能力”3个要素归纳到水流运动方程和悬沙输移方程中 去，构建潮流、波浪综合作用下的河口二维悬沙数学模型。 +去【掣+掣+％警‰鲁】-专 本文针对博贺港海区的特殊地理位置和自然条件，结合 目前的研究成果，建立了博贺港海区波浪与潮流共同作用下 f是+急1+丝业掣 V(3)7 ＼q蘑。c。却J- 砖 的平面二维泥沙数学模型，对博贺发电厂建成后海区的潮流 和泥沙运动进行了模拟和研究，同时对两种工程布置方案下 收稿日期：2006-10．17 作者简介：胡晓张，男，湖北荆门人。主要从事河流及海洋的数值摸拟工作。 47