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摘 要

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长江口深水航道区域水文、泥沙计算分析

21413127 季文韬

指导教师 徐宿东

摘要

长三角地区对于我国经济发展、交通运输来说具有非同寻常的意义，要建设好长江口区域、利用好长江口区域，建立在了解长江的基础上。因此，对长江口深水航道的水文、泥沙计算进行总结、分析，对于长江口的工程建设、项目开展有着重要作用。

本文系统地分析总结了包括潮汐、水流、泥沙、余流、风浪等长江口区域的水文、泥沙计算问题。首先，本文根据实测潮位资料，对长江口潮位进行特征值的统计与分析，运用调和分析法分析潮型；接着对长江口的垂线流速、流量资料进行了数据统计分析，绘制了垂线平均流速矢量图。计算了长江口地区的余流值、余流向，绘制长江口余流分布图，并对泥沙资料也进行了相关计算分析。最后利用SWAN模型，对长江口地区的波浪进行了模拟，得出了设定风向、风速条件下的模拟波高。

关键词：长江口；调和分析；水文泥沙；余流；SWAN模型；波浪模拟

Calculation and Analysis of Hydrology and Sediment in the Yangtze River Estuary Deepwater Channel

21413127 Wentao Ji

Supervised by Sudong Xu

Abstract

The Delta region of Yangtze River is of extraordinary significance for China's economic development, transportation. How to make good use of the Yangtze River estuary area and develop the Yangtze River estuary area is a very important issue. Construction of the Yangtze River estuary area, the use of the Yangtze River estuary area, based on the understanding of the Yangtze River on the basis of the Yangtze River estuary deepwater channel hydrological and sediment calculation summary and analysis of the Yangtze River estuary project construction, project development has an important role.

This paper systematically analyzes the hydrological and sedimentation problems of the Yangtze River estuary, including tidal, water, sediment, residual flow and wind and waves. In the first part, the tidal level of the Yangtze River estuary is analyzed and analyzed. The tidal type is analyzed by harmonic analysis method. Then, the vertical flow velocity and flow data of the Yangtze River Estuary are analyzed statistically, Flow and flow, and the sediment data were also analyzed and analyzed. Finally, the SWAN model is used to simulate the wave in the Yangtze River estuary area, and the simulation wave height is obtained under the corresponding wind and wave conditions.

Key words：Yangtze River estuary; reconciliation analysis; hydrological sediment; residual flow; SWAN model; wave simulation

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究目的和意义 1

1.1.1 研究目的 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 研究内容 1

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 潮汐特性研究现状 2

1.3.2 水文泥沙计算 2

1.3.3 波浪计算 3

第二章 研究区域概况 4

2.1 区域地理位置 4

2.2 自然条件 4

第三章 潮汐特性分析 6

3.1 潮汐特征值统计 6

3.1.1 基础资料 6

3.1.2 潮位过程线绘制与比较分析 6

3.1.3 潮汐特征值的统计与结果 8

3.2 潮汐调和分析 10

3.2.1 调和分析方法 10

3.2.2 调和分析成果 11

第四章 水流泥沙计算 15

4.1 基础资料来源 15

4.2 水文统计 16

4.2.1 垂线平均流速、流向计算方法与结果 16

4.2.2 流速过程线与流速矢量图的绘制 18

4.3 余流计算 22

4.3.1 余流流速、流向的计算 22

4.3.2 余流分布图绘制与余流分析 23

4.4 泥沙数据统计与分析 24

4.4.1 含沙量统计 24

4.4.2 输沙量统计 26

4.5 本章小结 27

第五章 长江口及附近海域波浪模拟探讨 28

5.1 波浪场数值模拟 28

5.2 波浪模型建立 28

5.2.1 波浪模型原理 28

5.2.2 模型网格建立 29

5.2.3 模型设置 30

5.2.4 波浪模拟结果分析 30

第六章 总结与展望 34

6.1 本文总结 34

6.2 研究展望 35

致谢 36

参考文献 37

绪论

研究目的和意义

研究目的

整编长江口深水航道区域的潮位、水流、泥沙资料，利用连续潮位资料，进行潮位特征值的统计分析和计算，包括平均海平面、平均高低潮位、平均潮差等。在此基础上，利用潮位资料进行潮汐分潮的调和分析，以及对测验水域的流场与泥沙场的分布特性进行研究，分析长江口深水航道区域的水文泥沙计算，为工程实践提供科学指导。

研究意义

河口地区属于海岸带，既受到径流、潮汐影响，也受到地质变动作用，还受到大气变化、台风等影响，自然条件复杂。同时，河口地区人类活动频繁，利用河口地区，开发利用河口平原与海洋资源，对于人类的生存与发展非常重要。河口地区的水流、泥沙运动以及潮汐变化、地形演变等都直接影响着人类的生存与发展。

长江河口地区所在的长江三角洲是我国的重要经济区域，对于我国的国民经济发展具有举足轻重的作用。长江口深水航道对于该区域的交通、运输、物流等经济活动具有非常重要的意义。同时，长江口地区也深受风暴潮、海岸侵蚀以及盐水侵蚀等灾害的影响。因此，为了进一步理解长江口区域水沙运动的规律，保证长江口深水航道效益的发挥与正常运行，以及为各项工程的建设提供可行性保证，我们需要对于长江口深水航道水文泥沙相关特性进行计算分析。

研究内容

本文分三个部分，分别是潮汐特性研究、水文泥沙计算以及波浪场的计算。对长江口深水航道区域进行了水文泥沙分析研究，同时对波浪传播进行探讨。本文原始条件及数据主要包括：

1. 代表站点观测点的潮位实时数据
2. 观测点实测海流状况
3. 相应的实测含沙量及悬沙粒径特征
4. 研究地点的地形数据

根据以上原始条件及数据，本文对长江口深水航道的潮汐特性、水文泥沙情况进行了分析。统计计算了长江口19个潮位站的潮位特征值并运用T_TIDE程序包对各潮位站潮位数据进行调和分析，研究长江口潮汐特性。整编长江口深水航道区域水流、泥沙资料，计算了各垂线测点的平均流速、流向，各垂线的平均含沙量以及余流值、余流向等，并根据以上计算结果绘制垂线平均流速、流向过程线以及垂线平均含沙量过程线。根据整编后的水流、泥沙计算结果，绘制各测点的流速矢量图、余流分布图以及输沙方向分布图，并以此分析测验水域的流场特征以及输沙特征，包括水域内流速的空间、时间分布以及输沙的空间分布，输沙方向以及强度特征。

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