基于FVCOM的连云港海域泥沙模拟实验本科毕业论文 精品
论文终稿
连云港市海州湾潮汐的模拟预报禇飞黄亚力张俊伟( 淮海工学院测绘工程学院江苏连云港222005 )摘要：近年来，随着网络、计算机图像学、3D模拟和虚拟现实技术及空间信息可视化技术的发展，我国的海洋环境数值预报工作也已经取得了很大的发展。
开展三维海洋环境要素预报对海洋安全生产、防灾减灾、海洋国防建设都具有重要的意义。
本文主要受到数字海洋的启发，基于GIS技术，模拟连云港海州湾潮汐数据，在此基础上对其作出预报，这对苏北海洋经济和产业的发展具有重要意义。
关键词：潮汐模拟；GIS；FVCOM；连云港0 引言近年来，溢油、陆源污染物排放、有害化学品泄漏、赤潮和浒苔等海洋污染灾害的风险显著增大。
海温、波浪和海流作为重要的环境动力因素，是污染物迁移扩散的决定性因子，因此，开展三维海洋环境要素（海温、海流等）预报对海洋安全生产、防灾减灾、海洋国防建设都具有重要的意义。
而随着网络、计算机图像学、3D模拟和虚拟现实等技术的发展，关注的重点已经从静态展示转变为动态展示。
21世纪是海洋的世纪，中国是一个海洋大国，越来越多的政府和地方组织认识到集成大量数据进入决策服务系统的重要性，特别是基于网络的可视化系统。
然而如何提供一个有效的集成和可视化方法对于大量分散在不同数据中心的海洋环境数据是很重要的课题。
面对海洋环境的海量多源数据，如何有效展示是一个很大的问题。
因此，提供一个有效的集成可视化方法成为有效利用这些数据信息的关键[1]。
海洋数据集成可视化面临两个主要问题：一是由于数据分散导致组织存储的困难；二是多源性和异质性，因此需要一个有效集成方法来有效处理[2]。
海洋环境数值模拟预报系统是以数值模拟技术为依托，结合其他观测手段，通过基于网络的集成可视化技术来对海洋环境要素进行预报服务。
1 研究内容1.1 研究区概况为界，与黄海相通。
在地质构造上，海州湾位于苏鲁隆起与苏北之南黄海拗陷的过渡地带，岸线长达87公里，面积约876平方公里。
连云港30万吨级航道工程疏浚土抛泥扩散的数值模拟研究
关 键 词 ：连 云 港 ３ ０ 万吨 级 航 道 ；疏 浚 土 ；抛 泥 扩 散 ；二 维数 值 模 拟
ห้องสมุดไป่ตู้
中图分类号 ：Ｕ ６ １ ６
文献标 志码 ：Ａ
３ ０ ０ ０ ０ ０ ＤＷ Ｔ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｗ ａ ｙ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｌｉ ａ ｎ ｙ ｕ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｒ ｂ ｏ ｒ
Ｄ Ｉ Ｎ ＧＱ ｉ ， Ｘ Ｉ Ｅ Ｊ ｕ ｎ
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｗａ ｔ ｅ ｗａ ｒ ｙ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ １ ２ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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ｃ ｅ ｒ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｗ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｄ ｓ ｅ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｒ ｏ ｍ ｄ ｒ ｅ ｄ ｇ ｅ ｄ ｓ ｐ ｏ ｉ ｌ ｄ ｉ ｓ ｐ ｏ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ
连云港近岸海域沉积物再悬浮及悬沙动力研究
连云港近岸海域沉积物再悬浮及悬沙动力研究连云港近岸海域沉积物再悬浮及悬沙动力研究近岸海域是陆地与海洋之间的过渡区域，岸边的地质、水动力及人类活动等因素使得该区域的沉积物再悬浮及悬沙动力呈现出一定的特征。
连云港位于中国东部沿海，作为一个重要的沿海港口城市，它的近岸海域沉积物再悬浮及悬沙动力的研究具有重要的实践意义。
沉积物再悬浮是指由于海浪、潮流等水动力因素的作用，之前沉积下来的海底沉积物再次悬浮于水体中的过程。
这一过程对海洋生态环境、渔业资源及沿海工程建设等都有着重要的影响。
连云港近岸海域的水动力条件较为复杂，潮流、海浪、风力等交织在一起，使得沉积物再悬浮现象更加突出。
在研究中发现，海底地形和海底沉积物的类型都会对沉积物再悬浮造成一定的影响。
连云港附近的海底地形多为浅滩、浅海、湾滩等，这些地形特点使得近岸海域的沉积物再悬浮较为频繁。
同时，该地区的海底沉积物以细粒度为主，这也增加了沉积物再悬浮的可能性。
悬沙动力是指水动力作用下悬浮沉积物的运动规律及方式。
在连云港近岸海域，悬沙动力主要受到潮流、波浪和海底地形等因素的影响。
连云港海域的潮流较强，尤其是涨潮和落潮时潮流速度较快。
这一特点导致悬沙动力较大，并容易引起沉积物再悬浮现象。
此外，该地区的风力和风浪相对较小，对悬沙动力的影响较小。
研究发现，连云港近岸海域的悬沙动力主要表现为沉积物悬浮浓度和沉积速率的变化。
在涨潮和落潮时期，潮流带动沉积物悬浮浓度增加，而在滞潮时期悬浮浓度则较低。
同时，连云港海域的悬沙动力还受到沉积物的浓度、粒径、密度等因素的影响。
在连云港近岸海域的沉积物再悬浮及悬沙动力研究中，不仅可以分析沉积物再悬浮的影响因素，还可以对沉积过程进行模拟和预测。
通过该项研究可以为近岸海域的生态保护、渔业资源利用和沿海工程建设提供科学依据。
此外，连云港近岸海域的沉积物再悬浮及悬沙动力研究还可以为其他海域的类似问题提供借鉴和参考。
综上所述，连云港近岸海域的沉积物再悬浮及悬沙动力研究对于海洋生态环境保护、渔业资源管理和沿海工程建设具有重要的意义。
连云港外海含沙量推求和回淤预测
滩面高程(m) -6 -7 -8
表 4 五万吨级外航道回淤推算值与实际值比较（m/a）
(94.7~95.7)实测
计算
(98.5~99.5)实测
0.91
0.98
0.86
0.59
0.65
0.54
0.44
0.41
0.34
计算 0.91 0.60 0.32
图 7 五万吨级、七万吨级航道回淤推算值与实际值比较
-1-
图 1 连云港港区、航道现状
3. 计算方法及思路
3.1 公式选取
连云港地处淤泥质海岸，泥沙运动以悬移质为主。当含沙水流横跨航道时，因水深增加，
流速减小，挟沙能力降低，从而引起泥沙落淤。根据《海港水文规范》[12]所推荐的刘家驹
公式[3,4]，可以计算航道内的泥沙回淤强度：
沿航道
里程(km) 对应位置
7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0
-7m 浅滩
-8m 浅滩
-9m 浅滩
实测值(m/a) 1.12 1.08 1.01 0.97 0.81 0.63 0.59 0.55 0.43 0.48 0.38 0.34 0.29 0.22
-4-
流向(°)
360 300 240 180 120
60 0
-60 0
5000 10000
6000 11000
7000 12000
8000 13000
9000 14000
3
6
9
12
15
18
21
24
时间(h)
图 5 外段流向
基于FVCOM的泉州湾海域三维潮汐与潮流数值模拟
基于FVCOM的泉州湾海域三维潮汐与潮流数值模拟林作梁;朱学明;鲍献文;刘钦政【摘要】Based on a finite-volume coastal ocean model (FVCOM) , adopting an unstructured triangle grid, a three-dimensional tide and tidal current numerical modeling with high resolution (26 m) is applied to Quanzhou Bay. The simulated results agree well with the observed data from two tide-gauges and three continuing current stations , and reproduce the distribution features of the tide and tidal currents in the Quanzhou Bay famously. The distributions of co-tidal charts and tidal ellipses on the surface layer for four major constituents (M2 , S2, K1 ,O1) are obtained. What's more, the distributions of the maximum probable tidal range and tidal currents velocity and tidal residual currents on the surface and bottom layers are obtained, too. By analyzing, the maximum tidal amplitude and phase-lag range for the four constituents are 219 cm and 19°,85 cm and 25°,26 cm and 12°,26 cm and 9°, respectively. The tidal wave is anti-clockwise standing wave in the east area of Shihu Port, but it is advancing wave in the west area of Shihu Port. The maximum probable tidal range increases from 8. 0 m at the mouth of the bay to 8.8 m inside of the bay. The type of tidal currents is regular semi-diurnal currents inside of the bay, and the maximum velocity of ebbing is larger than flooding. The velocity in the channel of Beiwujiao is stronger than any other area, and the maximum probable tidal-current velocity is 2. 4 m/s on the surface layer. The flow is rotating with anti-clockwise mainly at the mouth of thebay, while rectilinear flow is mainly inside of the bay, such as estuaries and channels. And the directions of major axes are along with channels direction mainly, or paralleling with isobaths and coastlines. The maximum tidal current velocities for the four major constituents are 1. 4 m/s,0. 58m/s, 0. 12 m/s,0. 10 m/s on the surface layer, respectively. Tidal residual currents velocity is closely related to tidal currents, the maximum velocities on the surface layer, the middle layer and the bottom layer are 26 cm/s, 20 cm/ s, 16 cm/s, respectively. All of them are coming into the bay from north and going out of the bay from south.%基于FVCOM海洋数值模式,采用非结构的三角形网格和有限体积法,建立了泉州湾海域高分辨率(26 m)的三维潮汐、潮流数值模型.模拟结果同2个验潮站和3个连续测流站的观测资料符合良好,较好地反映了泉州湾内潮汐、潮流运动的变化状况和分布特征,给出了M2、S2、K1、O14个主要分潮的同潮图、表层潮流椭圆分布,以及模拟区域内最大可能潮差、表层最大可能潮流流速和潮余流分布.分析表明,4个分潮的最大潮汐振幅和迟角差分别为219 cm和19°,85 cm和25°,26 cm和12°,26 cm和9°；石湖港以东海域的潮波为逆时针旋转的驻波,以西海域为前进波；最大可能潮差由湾口的8.0m向湾内增加至8.8m.湾内潮流类型为规则半日潮流,落潮最大流速大于涨潮最大流速,北乌礁水道为强流区,表层最大可能潮流流速为2.4 m/s;湾口潮流运动以逆时针方向的旋转流形式为主,湾内的潮流运动以往复流形式为主,长轴走向主要沿着水道方向,与等深线和海岸线平行；四个分潮流表层最大流速分别为1.4 m/s,0.58m/s,0.12 m/s,0.10 m/s.余流流速大小与潮流强弱有密切的联系,表、中、底层最大余流流速分别为26 cm/s,20 cm/s,16 cm/s,三者在水平方向基本呈北进南出的分布形态.【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】10页(P15-24)【关键词】泉州湾;潮汐;潮流;FVCOM;潮余流【作者】林作梁;朱学明;鲍献文;刘钦政【作者单位】泉州市环境监测站,福建泉州362000;国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室,北京100081;中国海洋大学海洋环境学院,山东青岛266100;国家海洋局海洋减灾中心,北京100194【正文语种】中文【中图分类】P731.231 引言泉州湾地处福建省东南沿海，台湾海峡西侧沿岸的中部，海域总面积211.24 km2，包括围垦面积45.70 k m2，滩涂面积84.84 k m2；海岸线总长229.61 km［1］。
连云港近岸海域悬沙浓度垂向时空变化特征
２０１１年４月 海洋地质与第四纪地质 Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．２第３１卷第２期 ＭＡＲＩＮＥ ＧＥＯＬＯＧＹ ＆ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ ＧＥＯＬＯＧＹ Ａｐｒ．，２０１１ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１４０．２０１１．０２０４９连云港近岸海域悬沙浓度垂向时空变化特征张存勇１，２，冯秀丽１（１中国海洋大学海洋地球科学学院，青岛２６６１００； ２淮海工学院测绘工程学院，连云港２２２００５）摘要：根据连云港近岸海域１５个测站的大、中潮６层位垂向同步连续海流、悬沙浓度和盐度等观测资料，分析了悬沙浓度的时空分布特征、潮周期内的变化及其影响因素，计算了再悬浮通量。
结果表明，连云港近岸海域悬沙浓度在空间分布上符合悬沙分布的一般规律，在时间域中多以浓度峰的形式出现，并多集中在底层某一深度内，悬沙浓度峰主要发生在高低潮位以及涨落流速最大前后；近岸悬沙浓度峰出现的频率小，但强度较大，远岸悬沙浓度峰出现的频率大，但强度较低，泥沙再悬浮是悬沙浓度峰出现的主要原因；在垂向上悬沙浓度大致呈４种类型变化，潮流和水深是影响悬沙浓度变化的主要因素。
关键词：悬沙浓度；时空变化；近岸海域；连云港中图分类号：Ｐ７３６．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５６－１４９２（２０１１）０２－００４９－０９ 悬沙是海洋水文重要要素之一，在其成为海底沉积物之前，不断经历着悬浮、落淤、再悬浮的运动。
在近岸海域，悬沙运动和变化受物质来源、水动力、地形等多种因素的制约，悬沙浓度变化通常是这种运动过程的直接表现。
由于悬沙是研究海洋沉积和海洋环境的重要参数，在污染物的迁移和循环、海洋生物化学循环、碳循环、海水的透光强度、海岸侵蚀与淤积等方面起着重要作用，因而是多学科关注的焦点，也是当前海洋研究的热点之一，大量文献从不同角度论述过悬沙浓度的变化及其机制。
连云港近岸海域位于江苏废黄河冲积三角洲北侧。
历史上，黄河南徙，夺淮入海，将总计约７ ０００亿ｔ的泥沙带给江苏沿海，形成了广阔的淤泥质浅滩［１］。
连云港港赣榆港区起步工程泥沙问题研究
Ａｂ ｔａ ｔ Ｓ ｄ ｍｅ ｔ ｓａ ｋ ｙ ｐ ｏ ｌ ｍ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ ｏ ａ ｉ ａｉｎ ｃ ａ ｎ ｌ ｄ Ｇａ ｙ ｏ ｔ ｒ ａ ｗ ｉｈ ｉ ｅｎ ｒ ａ ｋ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｉ ｎ ｅ ｒ ｂ ｅ ｉ ｔ ｏ ｓｒ ｔ ｆ ｖ ｇ ｔ ｈ ｉ ｎｈ ｕ ｏ ｎ ｏ ｎ ｅ ｎ ｕ ｐ ｒ ａ ｅ ， ｈ ｃ ｓｔ ｏ ｈ ｆ ｎ ｎ ａ ｈ ｔ ｌ ｏ ｉｎ ｕ ｇ ｎ ｏ ． ｈ ａ ｉ ｆｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｆｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｔ ｎ ， ｓ ｓ ｅ ｄ ｄ ｓ ｄ ｍｅ ｔｃ ｎ ｅ ￣ａｉｎ ａ ｄ ｄ ｓ ｂ ｔ ｎ ｆＬ ａ ｙ ｎ ａ ｇ ｐ ｒ Ｏｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓ ｏ ｈ ｎ ｌ ｓ ｏ ａｕ ａ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｔ ｓ ｌ ｉ ｕ ｐ ｎ ｅ ｅ ｉ ｎ ｏ ｃ ｎ ｔ ｏ ｎ ｉｒ ｕ ｏ ｔ ｉ ｉ ｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｆ ｅ ｔｒ ， ｔ ａ ｕ ｒ ｎ ｅｄ ａ ｄ ｓ ｔｔ ｎ ｏ ａ ｂ ｒ ａ ｉ ｄ ｃ ａ ｎ ｌ ｒ ｉ ｌｔｄ ｂ ｓ ｇａ ２ ｎ Ｄ ｈ ｒ ｃ ｅ ｔ ｓ ｄ ｍａｅ ｉ ｉ ｉ ｏｂ ｌ ａ ｉ ｌ ｒｅ ｔ ｌ ｎ ｉ ｉ ｆ ｒ ｏ ｓ ｎ ａ ｈ ｎ ｅ ｅｓｍｕ ａｅ ｙｕ ｉ Ｄ ａ ｄ ３ ｄ ｃ ｉ ｆ ｌ ｏ ａ ｈ ｂ ｎ ａ ｎ ＭＯＨＩ ｄ ｏ ａ ｄ ｓ ｄ ｍｅ ｔｍａｈ ｍａ ｃ ｄ １ ｈ ｉａ ｕ ｒ ｎ ｅ ｄ， ｙ ａ ｌ ｅ ｉ ｎ ａｉ ｎ ｉ ｈ ａｂ ｒ ｂ ｓ ｎ Ｄ ｔ ａ ｆ ｗ ｎ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｔ ａ ｍｏ ｅ．Ｔ ｅ ｔ ｌ ｃ ｒｅ ｔ ｌ ｉｌ ｌ ｉｌ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｓ ｄ ｍｅ ｔｔ ｎ ｔ ｅ ｈ ｏ ａ ｉ ａ ｄ ｙ ｏ ｒ ｎ ｃ ａ ｎ ｌｉ ｎ ｔ ｎ ｙ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｉ ｅ ｐ ｐ ｒ ｂ ｔ ｌｏ ｓ ｄ ｅ ｅ ｉ ｎ ａｉｎ ｉ ａ ｂ ｒｂ ｉ ｎ ｈ ｎ ｅ ｎ ｅ ｈ ｆ ｃ ｆ ． ｈ ｎ ｅ ｓ ｏ ｌ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｅ ， ｕ ｓ ｕ ｄ ｎ ｓ ｄ ｍｅ ｔｔ ｎ ｈ ｏ ａ ｎ ａ ｄ ｃ ａ ｎ ｌ ｄ ｒｔ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｏ ｈ ａ ｏ ｒ ｓ ｕ Ｎｏ
连云港近岸海域沉积物中重金属污染来源及生态评价-海湖
连云港近岸海域沉积物中重金属污染来源及生态评价李玉 冯志华李谷祺阎斌伦(淮海工学院海洋学院江苏·连云港 222005)摘要：连云港海州湾是一个受人类活动影响比较显著的海湾，同时又有着重要的生态价值，对它还没有一个比较全面的污染评价。
本研究测定了连云港海州湾近岸表层沉积物中重金属和有机质的含量，利用主成分分析法（Principal Component Analysis，PCA）研究了沉积物中重金属的来源，发现前3个主成分的贡献率分别为54.21%、19.04%、16.37%，表明重金属主要有3个来源：工业和生活污水排放、农业灌溉水的排放、有机质降解。
以PCA计算结果为基础应用海洋沉积物污染指数（Marine sediment pollution index, MSPI）和平均沉积物质量标准商数（Mean sediment quality guideline quotient, SQG-Q）评价了沉积物中重金属的污染状况及对生物的潜在影响。
结果发现，海州湾近岸海区沉积物质量污染严重（MSPI值在60到80之间），排污口海区的沉积物污染最为严重（MSPI值大于80），连云港近岸海域沉积物对生物的负影响潜力为中度水平（0.1<SQG-Q<1）。
关键词：沉积物；重金属；污染评价；海州湾中图分类号：文献表示码：A引言河口和近海海区的污染物主要是来自城市废水、观光旅游和工业排污等的点源和非点源污染源（Caeiro et al, 2005）。
通过现场监测的结果发现，尽管河口、近海海域引入了人类活动产生的重金属，甚或发生了重金属的污染，但从海水分析是很难监测出来的。
某些海洋底栖生物对重金属有高度的富集力，如贻贝、牡蛎、蛤、毛蚶等均被作为重金属污染的指示生物。
然而，在实际工作中，要在一个相当面积范围调查区的所有调查站位（或不同海域）采集到同一种指示生物往往是很困难的；而且，生物体内的重金属浓度还往往因季节、年龄（个体）、性别、组织器官等不同而易，这些都会对重金属的监测和评价带来影响。
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本科毕业设计 (论文)基于FVCOM的连云港海域泥沙模拟实验Three-Dimensional Numerical Simulation Experiments of Sediment in Offshore Area of Lianyungang Based on FVCOM学院：测绘工程学院专业班级：海洋技术海洋091学生姓名：学号：指导教师：2013 年 6 月淮海工学院本科生毕业设计（论文）诚信承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业设计（论文），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。
2.本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。
3.本人承诺在毕业设计（论文）选题和研究过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。
4.在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
毕业设计（论文）作者签名：年月日基于FVCOM的连云港海域泥沙模拟实验摘要：本文运用FVCOM，依据水文实测资料，建立了连云港海域泥沙颗粒示踪模型，对海州湾开展了三维泥沙验证，结果基本满意。
该应用模型通过粒子示踪法研究粘性泥沙的分布特征，成功再现了海州湾泥沙的运动轨迹。
实验发现：随着涨落潮流、粒子沿着大致呈东南——西北向移动。
在26h后，该粒子在120.092°E，34.462°N附近水下0.6-2 m处垂直方向上进行周期约为M2的上下运动。
在前20h中，粒子在以零基准面做垂向运动，垂向运动的幅度约1.6m，此后，粒子在24h下沉到水下2m处，以1.3m深度为轴做垂向运动，垂向运动幅度约2.6m。
尽管模拟精度达不到平面二维模型的水平，但通过进一步大量的实测数据检验，本模型可为以后研究工作的开展提供参考，具有较好的运用前景。
关键词：FVCOM；潮流泥沙；海州湾；三维模拟Three-Dimensional Numerical Simulation Experiments of Sediment in Offshore Area of Lianyungang Based on FVCOMAbstract: The region across the Haizhou Bay is one of the most economically developed areas in China．There are lots of projects constructed in the Haizhou Bay，which change the transport of current and sediment in the water area．The sediment transport in the Haizhou Bay，a huge tidal estuary，is very complicated due to the effects of river runoff，wave and tide．The cohesive sediment is reciprocating its motion under the force of tide flow．With the hydraulic and coastal engineering construction，more precise research products are needed．In this paper，a 3D current and sediment model is established through FVCOM．The measured data of the current and sediment in the Haizhou Bay are collected to test the model，and the simulating process is generally consistent with real data．The sediment transport with tide current during spring tide period is simulated，then planar and vertical sediment distribution are obtained in the study．Although the precision is not as good as the planar 2D model，it is an important attempt to model 3D sediment transport in a huge tidal estuary．The model can be applied to analyze the engineering 3D effect on the territorial waters through ongoing improvement．There are broad application prospects in exploitation and protection of water ecology．Keywords:FVCOM ；cohesive sediment; Haizhou Bay; 3D simulation目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2研究的目的与意义 (1)1.3国内外研究的进展 (2)1.4本文的工作 (3)2 FVCOM模式简介 (4)2.1 模式特点 (4)2.2 泥沙模型FVCOM-SED介绍 (5)2.3 控制方程组 (5)2.4 边界条件 (6)2.5 三角形网格的设计 (7)3 模型的配置与验证 (8)3.1 模型配置 (8)3.2 模型结果验证 (11)4 FVCOM模式的泥沙流动数值模拟分析 (14)4.1 泥沙输送 (14)4.2 小结 (15)5 总结与展望 (15)5.1 本文泥沙模拟研究的主要结论 (15)5.2存在问题 (15)5.3 工作展望 (16)致谢 (17)参考文献 (18)1 绪论1.1 引言近几十年以来，随着我国在长江、黄河以及其它各个流域研究工作的开展，长江三峡工程、黄河小浪底工程等都取得了诸多成就。
但同时也因为缺乏经费、有效的组织及整体规划等问题，使得与我们生活息息相关的工程无法开展，理论研究也滞留不前，长期下去这对泥沙研究在我国经济建设中的发展是十分不利的。
同时，作为泥沙研究的重要手段之一，我国泥沙模拟技术得到了迅速的发展，它包含两部分:泥沙实体模型和泥沙数学模型。
本文的重点在数学模型方面，我们通过建立系统的一维、二维以及三维数学模型，在数值计算、数值模拟、计算模式等方面取得相应成果。
这使得国内在解决工程泥沙、河床的演变和治理等实际过程中可发挥重要作用。
1.2 研究的目的与意义连云港海州湾位于江苏北部，北面起始于山东日照岚山镇(35°05′55″N 、119°21′53″E) ,南面至连云港市连云区高公岛(34°45′25″N、119°29′45″E)，是一个濒临黄海的敞口形海湾，湾口宽42km，海湾面积876.39 km2，海岸线长86.81km。
本文研究区域位于苏北潮滩北部，河口区域为典型的潮滩地貌，并且该海域它的潮汐为不正规半日潮，平均潮差是3.68m，属强潮性质的海岸。
近年来由于诸多地区为发展海水养殖，在河口两侧岸滩上开辟了围垦面积较大的养殖基地，水土流失严重,大量的泥沙被挟带到河流中,形成了多沙河流，不仅给水利水电工程建设带来了许多问题,也给河道防洪治理、沿岸工农业发展和人民的生活带来了严重的影响。
因为相对滩面较为平缓的海区和在河口水深浅的粉砂质地区，它的泥沙活动性较强，易于起动，所以海底的含沙量会随着风浪的强弱而有所增减，因此海底的泥沙在波浪等的作用下形成悬浮和迁移成为了河口海域泥沙的主要来源。
本文通过建立连云港海域二维泥沙模型，对泥沙的运动过程进行数值模拟研究，可以掌握泥沙的运动轨迹、海域泥沙的浓度分布、泥沙迁移途径，从而可为全面落实“扎根淮海，服务沿海”战略部署，加快连云港海域的综合治理，全面改善海域生态环境质量提供科学的依据和技术支撑，所以本文具有相关的应用价值和实际意义。
1.3 国内外研究的进展1.3.1 泥沙数值模型的研究进展泥沙研究主要是从认识水流的泥沙运动及河床演变规律开始,从而来解决水利工程中的泥沙问题。
在长期治理河口的实践中,我们国内的泥沙科学发展相对迅速,其中主要包括: 高含沙水流的运动机理与理论、泥沙运动力学基本理论、水库泥沙的对策与管理、河流模拟的理论与技术、河道演变规律的认识及治河工程技术等。
1958年,窦国仁在苏联科学院物理化学研究所内进行了薄膜水的特性试验,目的在于求得对细颗粒泥沙起动流速研究的突破。
在1959年,他在水科院河渠所又利用长13m、宽0.5m的水槽,通过9组泥沙进行了起动泥沙流速实验[1]。
次年他撰写“论泥沙起动流速”[2]理论首次提出起动流速公式。
40年后，窦国仁根据30多年间陆续进行的各种试验和其他研究人员的许多试验资料,对起动泥沙流速公式作了进一步的修改和完善，发表了“再论泥沙起动流速”[3]理论。
在此之间，国内张瑞瑾(1961)、沙玉清(1965)、钱宁(1983)等[1]老一代科学家为泥沙学科的发展也同样奠定了基础，在理论研究上取得了国际领先的水平；同时在应用上，科学家们成功地解决了许多重大工程泥沙问题,如三峡工程、长江葛洲坝工程和黄河小浪底工程中的泥沙问题。
国际泥沙研究培训中心于1984年7月21日在北京正式成立。
在1981年, 教育部、水利部、外交部和国家科委联合向国务院上报“关于筹建国际泥沙研究培训中心”的报告，这表明泥沙研究在国际上已受到广泛的关注。
同年,出席联合国第21次代表大会的中国代表团在会议上正式提出了在中国建立泥沙研究中心的议案,获得了大会的全力支持。
在1983年中教科文组织第22次代表大会通过了在中国建立泥沙研究中心的决定。
在随后30-40年中国内的泥沙研究不断发展寻求在理论上的突破。
现今泥沙数值模拟中的实体模型实验是研究河口在自然情况下以及修建水利建筑物后用来预测河床演变及其相关水沙运动的重要手段之一，特别对于一些三维性比较强的理论计算困难较大时，通过模型数值模拟的方法进行求解得到的结果往往更为可观。
至于河流数学模型的发展始20世纪60年代，70 年代以后逐步发展成熟。
1989年第四次河流泥沙国际学术研讨会上，当时的国际水力学会主席Kennedy 指出泥沙研究的10个重要进展之一就是河流数学模型，也是20世纪70年代以后唯一的重要进展。