长江口海洋水文数据分析开题报告
2022-01-08 22:46:52
全文总字数:3539字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
随着人类开发海洋资源步伐的加快,所需要的海岸及海洋工程建设逐渐增多。我国拥有1.8万千米的海岸线,11万千米的内河航道,港口众多,承担着9%的国内贸易运输和85%以上的外贸货物运输。港口建设的重要性尤其重要,关乎到水运、装卸、陆运等。目前我国已经形成了五大区域港口群,自北向南依次为环渤海海地区、长江三角洲地区、东南沿海 地区、珠江三角洲地区和西南沿海地区。长江三角洲地区包括苏南、上海、杭州湾等港口,也是航运较为频繁的港口地区。
水动力是塑造海岸地貌形态、促进海岸演变的主要动力因素,在沿岸波浪和潮流作用下,岸滩经历着侵蚀和堆积的复杂过程,而这种过程往往是通过沿岸泥沙运动来完成的。可以说,泥沙运动是动力作用和地貌演变之间的纽带。而工程建设必然会对港湾内的水动力特性,泥沙运动特性等产生一定的影响,进而影响港湾内的海床演变,航道稳定性等:此外,不同的桥位和设计方案对拟建工程附近海区水动力特性、泥沙运动、海床演变、航道稳定性、水环境及邻近涉水建筑物会带来不同的影响,因此研究潮流等相关水动力特性,对预测港区水沙过程的变化及其对海床演变的影响是十分必要的。国内外研究现状
目前学术界长江口海洋水文分析的研究成果主要集中于水动力的研究,长江河口属于中等潮汐河口,受径流、潮流等多种水动力条件影响,且地形条件复杂。在众多对长江河口的研究中,已经得出了较多关于潮流方面的研究结论。
沈焕庭、潘定等较早依靠现场观测手段对长江口水动力问题进行研究。此外,潮流等数学模拟也被广泛应用于长江口水动力研究。长江口和杭州湾的潮流长期以来一直是地质工作者研究的热门课题,并且围绕该地区的潮流及影响作用前人已做了不少的研究工作。李文祥等在其《长江口潮流垂线分布规律研究》论文中,通过对长江口的实例运用对数线性扩展分布模式结合最小二乘法,计算出并证明了长江口近底层流速分布服从对数线性分布模式。 基于现场实测资料,赵士清应用了一种一般化了的有限差分格式模拟了长江口的潮流,计算结果与现场观测资料相当一致。杨许侯等统计分析了实测潮流的特征和潮流类型、运动形式、潮流垂直变化、余流、分潮对涨、落潮流不等的影响。
2. 研究的基本内容
长江口海洋水文数据分析,以分析海洋水文影响下的泥沙运动特征规律为主,其他相关海洋水文潮汐等规律。主要分析研究部分如下所示:
1、潮汐部分 本部分利用长江口某站2003年潮汐表中数据,绘制出潮位历时累积频率曲线及高潮累积率曲线与低潮累积率曲线求出设计潮位(两种方法所得设计潮位的适用范围不同);利用多年极值资料算极端水位(p-Ⅲ曲线);再利用潮峰与潮谷资料绘制出不同乘潮时的乘高潮保证率曲线和乘低潮保证率曲线。
2、波浪部分 这部分内容包括:根据拟建工程的地形地貌特点和风速风向的玫瑰图确定主要来波方向分析,然后进行各种累积率波高的计算;根据实测分方向的波浪年极值资料来进行频率分析,推求各种重现期的设计波浪要素;根据上述分析确定的设计风速或者深水区的设计波浪要素,进行波浪变形计算,绘制波浪折射图。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
方案:1文献研究法:主要通过对国内外对长江口泥沙运动特征、水动力(潮流)研究现状等相关文献资料的研究和整理,理清并掌握与课题有关的一些概念,同时运用前人研究的理论来深化本文的研究,使论文更具有说服力。2现场实测资料法:对长江口研究区域进行布设站点,观测项目包括垂向流速、流向、含沙量。同时布置n个潮位观测站,在水文观测期间进行潮位观测。最终以收集的资料整理分析,并对结果进行统计分析。
3数值模拟方法:通过对观测收集结果所得出的数据分析得出我长江口潮流影运动特征问题,并根据这些数据进行模拟分析,综合讨论,对两者数据进行多学科研究其相关性。物理及数学模型综合分析,借助我们海洋科学学院流体力学实验室、风波水槽流体实验室等先进仪器设备实验并且验证。
4软件分析处理方法:根据长江口潮差,潮位、风向风速以及长江口水文站资料,利用spass,matlab分析软件,采用小波分析和相关性分析方法,探讨潮流变化的周期性运动特征。
4. 参考文献
1、河海大学交通与海洋工程学院,潮汐理论讲义;2、方国洪主编,潮汐和潮流分析和预报;
3、冯士筰主编,海洋科学导论。
4、 李淑玲.鳌山湾水动力环境及泥沙运动特征研究[d].中国海洋大学,2012