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1、莱州湾东岸近岸海域规划围填海后冲淤演变预测周广镇,冯秀丽,刘杰,刘潇,徐芳(中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛266100)摘要:运用Mike21模型中的水动力模块对研究区的潮流场进行了模拟,分析研究区的冲淤趋势;利用经验公式,对波浪和潮流进行耦合,计算出极端条件下的最大冲刷深度,对比规划用海实施前后的最大冲刷深度,以对该区域的海岸防护、工程选址等提供科学依据。结果表明:受到填海工程的影响,龙口湾内有轻微淤积,界河至石虎咀近岸海域的波浪和潮流受工程影响而变小,冲刷强度变弱。关键词:莱州湾东岸;水动力演变;最大冲刷深度中图分类号:P751文献标识码:A文章编号:1000
2、-3096(2014)01-0015-05doi:10.11759/hykx20120517002山东半岛蓝色经济区规划的9个集中集约用海核心区,莱州湾有4个,仅位于莱州湾东岸的龙口湾海洋装备制造业集聚区一期工程,填海面积2接近50km,如此大规模的围填海,必定会导致莱州湾海域潮流、波浪、泥沙冲淤状况的改变,进而影响莱州湾东岸附近海域的冲淤变化,以及岸线的变化。近50a来许多学者对该区的侵蚀灾害和泥沙运[1-3]移做过大量研究,研究莱州湾东岸近岸海域的冲淤变化,对指导该区海岸防护、工程选址和沿岸地区的经济发展规划具有重要意义。1自然概况1.1研究区地质地貌图1填海工程位置
3、及研究区水深地形图莱州湾东岸位于山东半岛西北部,北界为屺坶岛Fig.1Locationofthereclamationandwaterdepthofthe及其连岛沙坝,东为龙口港,向西南经招远延伸至莱studyarea州的石虎咀(研究位置如图1所示)。属于稳定的平原港间NE-SW向纵向主水道宽度也为500m,北部湾海岸,其平面形态呈对数螺旋形。本段海岸沿岸堤低,NW-SE向横向水道宽度300m,南部NW-SE向横向海滩较宽,坡度缓,物质细。构造上位于郯庐大断裂东水道宽度200m。规划用海区共形成人工岸线54.8km,侧,为上升区,属于胶东隆起及胶北抬凸的西北翼,沿2占用自
4、然岸线3.9km。招远部分填海约9km。岸多低缓丘陵,沙嘴、沙坝、湖十分发育潟,是典型的对数螺旋型砂质海岸。研究区地势由东南向西北倾斜,2数值模拟简介[4]入海河流主要有界河、朱桥河和王河等。2.1模型介绍及参数设置1.2工程概况MIKE21是丹麦水动力学研究所开发的一种平龙口湾临港高端制造业聚集区一期工程龙口部分,南至龙口界河以北300m,北至龙口恒河入海口收稿日期:2012-05-17;修回日期:2013-11-02南侧,西至约−8.5m等深线,东至海岸线,集中集约基金项目:海洋公益科研专项(201005009)2作者简介:周广镇(1986-),男,山东枣庄人,硕士在
5、读,主要从事海洋地填海约37km。共有6个人工岛和1个突堤式人工质环境与工程研究,E-mail:anchor.ocean@163.com;冯秀丽(1962-),通信岛填海,人工岛群和陆地间水道宽度约500m,岛作者,电话:0532-66782057,E-mail:fengxiuli@ouc.edu.cnMarineSciences/Vol.38,No.1/201415面二维数值模型,采用拟合陆边界、网格设计灵活现状,潮流整体由SW往NE流,屺姆岛最大流速约且可随意控制网格疏密的非结构三角网格剖分计算为75cm/s;石虎咀最大流速约25cm/s,招远岸段附域。因其具有友好的
6、界面、可靠的算法、强大的前近海域潮流流速整体介于18~35cm/s之间。后处理功能等优点,已经在世界70多个国家得到应通过数值模拟结果(图3)可以看出,工程前后,用,并得到世界公认。MIKE21FM采用标准Gale-研究区西北部流速大小基本不变;受到工程影响,rkin有限元法进行水平空间离散,在时间上采用显龙口湾流速减小4~8cm/s,填海工程招远部分至石[5]式迎风差分格式离散动量方程与输运方程。虎咀的近岸区域流速减小4~12cm/s,工程形成的半采用三角形非结构网格,开边界处由M2,S2,O1,圆形区域,流速减小24cm/s;填海工程西侧由于挑K1四个主要分潮提供水位
7、开边界条件。四分潮调和流作用流速变大0~8cm/s,填海工程招远部分与岸常数由渤、黄、东海海洋图集各分潮同潮图内插得之间的水道以及两工程之间的水道,流速增大幅度到。为了能清楚了解本工程附近海域的潮流状况,将在4cm/s左右。本工程附近海域进行局部加密,加密区域计算范围为37.447°~37.686°N,120.012°~120.317°E。整个模拟4极限冲刷深度预测计算区域(填海之前)共有7024个节点和12304个三角单4.1计算原理元组成。海岸地区大规模的泥沙输移大多是波浪和水流2.2潮位验证共同作用下完成的。根据力学平衡
