風(fēng)成浪作用下近底水流流動(dòng)特性及底泥運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究.pdf

1、風(fēng)浪作用是影響湖區(qū)沉積物再懸浮的主要?jiǎng)恿σ蛩刂?沉積物再懸浮、輸移擴(kuò)散、沉積,容易造成湖區(qū)港口、航道的淤積;改變水體光照度,引起水體二次污染,觸發(fā)水生生物環(huán)境變化等系列反應(yīng),對(duì)湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。
　　 采用波浪水槽模擬實(shí)測(cè)東洞庭湖風(fēng)浪,對(duì)風(fēng)浪作用下洞庭湖底浮泥再懸浮的水動(dòng)力學(xué)機(jī)理進(jìn)行研究,探求風(fēng)浪近底水流流動(dòng)特性,分析浮泥起動(dòng)擴(kuò)散過(guò)程,給出相應(yīng)的起動(dòng)判別條件。研究對(duì)于分析洞庭湖區(qū)水沙要素時(shí)空變換,湖底形態(tài)演變預(yù)測(cè)及環(huán)境

2、保護(hù)、湖泊整治等均有一定的理論意義和工程參考價(jià)值。
　　 研究發(fā)現(xiàn),風(fēng)浪近底水流層內(nèi)瞬時(shí)垂向流速與縱向流速間存在相位差,且相位差隨距底距離增加而逐漸加大,與微幅波理論的結(jié)果不同;在近底水流層外此相位差恒定為π/2,與微幅波理論一致;采用微幅波理論計(jì)算所得有效波最大近底流速與實(shí)測(cè)最大底流速較為接近,表明可以用微幅波理論近似計(jì)算風(fēng)浪最大近底流速;對(duì)比實(shí)驗(yàn)觀測(cè)情況和竇國(guó)仁理論計(jì)算泥沙起動(dòng)流速,發(fā)現(xiàn)用瞬時(shí)最大近底流速描述泥沙起動(dòng)狀況并不

3、合適,需要采用長(zhǎng)時(shí)間有效流速來(lái)代替。經(jīng)分析,用風(fēng)浪平均波波要素按微幅波理論計(jì)算所得流速值來(lái)描述底泥響應(yīng)情況,與實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象一致,也與竇國(guó)仁公式計(jì)算值較為接近,實(shí)際中可以用此方法來(lái)判別泥沙起動(dòng)情況;懸移質(zhì)垂線含沙量符合指數(shù)分布形式,自床面向上逐漸增大;水體底部存在高濃度含沙層,其上限可由懸沙濃度分布曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)來(lái)定義;結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù),建立了高濃度含沙層厚度與各波要素之間的關(guān)系,用來(lái)計(jì)算高濃度層厚度;在已知床面懸沙濃度后,水體懸移質(zhì)含沙量