論文交流格式樣板

1、- 3 -附件2：論文交流格式樣板題目姓名1,2，姓名1,2，姓名2單位，省 市 郵編； 2. 單位，省 市 郵編)摘要：泥沙運動特征的變化及其對港口航道的影響是大型海岸工程實施時需要考慮的主要問題。由于海岸生態(tài)系統(tǒng)往往對泥沙沖淤的變化非常敏感，生態(tài)評估也逐漸成為工程規(guī)劃及方 案可行性論證研究的重要內(nèi)容。本文利用泥沙數(shù)學(xué)模型，以深圳灣為例研究了五種填海方案造成的海灣來沙量、含沙量和泥沙沖淤分布的變化，討論了泥沙淤積速率的變化對港口航道和紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響，并通過岸線方案的對比指出了在分別考慮各種泥沙評價指標時對 應(yīng)的五種填海方案的優(yōu)劣。定量分析表明，不同評價指標對應(yīng)的方案優(yōu)劣次序有所差異，協(xié)

2、調(diào)多種指標要求的綜合優(yōu)化岸線可以通過比較各種方案后給出。 關(guān)鍵詞：泥沙數(shù)學(xué)模型；填海工程；岸線；深圳灣中圖分類號： 文獻標識碼：A 1 研究背景填海對當(dāng)?shù)鼗蛑苓叺貐^(qū)潮波特性的影響，已經(jīng)在許多填海工程的岸線確定中得到充分重視1。近年來，填海工程造成的區(qū)域泥沙運動特征的改變以及對港口、航道和海岸生態(tài)系統(tǒng)的影響也愈來愈受到廣泛的關(guān)注。泥沙淤積帶來的問題尤其復(fù)雜。例如，香港維多利亞港附近由于填海造地使得一些區(qū)域潮流作用減弱，形成了有利于泥沙沉降的環(huán)境，沉積速率明顯增大2；廈門西海域的海岸工程和圍墾造地使納潮量減少了67%左右，潮汐對泥沙的輸運能力因此大大減弱，使廈門港的淤積加重、通航條件受到影響，每年

3、必須花800多萬元費用清理航道；此外，沉積環(huán)境的改變還導(dǎo)致珍貴的文昌魚幾乎絕跡，海豚減少3。2 研究區(qū)域概況深圳灣是深圳和香港的交界水域，為珠江口東岸的一個半封閉型淺水灣(如圖1)，面積約為90km2，平均水深2.9m。注入深圳灣的河流中，深圳河是最大的河流。受南海不規(guī)則半日混合潮影響，海灣潮流方向為往復(fù)流，年均潮差1.37m。根據(jù)近來的實測資料7和水動力學(xué)模型計算結(jié)果，漲潮時深圳灣內(nèi)大潮期流速為0.390.65m/s，小潮期為0.310.40m/s；落潮時，深圳灣內(nèi)大潮期流速為0.580.74m/s，小潮期為0.200.34m/s。深圳灣具有重要的航運功能，灣內(nèi)有蛇口港、東角頭港等主要港口。

4、在灣頂附近的福田國家紅樹林自然保護區(qū)和米埔自然保護區(qū)分布著大面積的泥灘和紅樹林，是華南地區(qū)最重要的濕地生態(tài)系統(tǒng)。該區(qū)域為許多珍稀和瀕危生物物種提供了棲息地，尤其是以水鳥和候鳥為主的鳥類，其中包括一些在全球范圍內(nèi)受到威脅的種類8。收稿日期： 基金項目：項目名稱（項目號） ；項目名稱（項目號）作者簡介：第一作者姓名（1973-），男，籍貫，職稱，博士生，主要從事水文水資源工作。E_mail:圖1深圳灣填海方案示意計劃在深圳灣北岸進行的大規(guī)模填海造地工程，不可避免地會改變泥沙的運動規(guī)律，并對港口、航道和自然保護區(qū)造成影響。為減少填海對港口、航道的負面影響和避免生態(tài)環(huán)境惡化，有必要對深圳灣的填海工程的

5、設(shè)計方案進行全面規(guī)劃和綜合論證。擬議中的深圳灣北岸填海工程岸線方案共有五種(見圖1)， 3 泥沙模型 3.1 基本方程 根據(jù)實測資料7分析，冬季深圳灣各測站實測平均含沙量在0.00730.205kg/m3之間，而夏季在0.01370.2385kg/m3之間。由于深圳灣水體中含沙量不高，泥沙對水流的影響極小，泥沙數(shù)學(xué)模型與水動力學(xué)模型可以采用非耦合的方式求解。深圳灣的床沙組成為砂層及亞黏土層，上覆海相淤泥層，底質(zhì)細、中值粒徑為0.0040.006mm9-10，泥沙運動以懸移質(zhì)運動為主，推移質(zhì)運動可以忽略。由于缺乏足夠的懸移質(zhì) 泥沙級配資料，本研究將懸沙按均勻沙處理。懸移質(zhì)非平衡輸沙方程和河床變形

6、方程分別如下11 (1) (2)式中：S為垂線平均含沙量；u、v分別為沿x和y方向的垂線平均流速；為恢復(fù)飽和系數(shù)；為懸沙沉降速度;H為實際水深；為水流挾沙力；KxKy分別為沿x和y方向的泥沙擴散系數(shù)；為河床變形厚度(0為沖刷)；m為泥沙干容重。水流挾沙力公式采用常見的半經(jīng)驗公式12，即 (3)式中：A和m為經(jīng)驗系數(shù)；V為流速大??；g為重力加速度。深圳灣的地形如圖1。泥沙模型的計算范圍從深圳河口到深圳灣口赤灣爛角嘴一線，共有168132個網(wǎng)格，網(wǎng)格大小為100m100m，模型中的流速和實際水深，直接引用水動力學(xué)模型計算結(jié)果。差分格式采用ADI（Alternative Direction Impl

7、icit）法13構(gòu)造，即計算時段分為兩個半時間步長，在前半個時間步長內(nèi)，只對空間x方向作變量運算，而后半個步長內(nèi)，只對空間y方向作變量運算。差分格式中對流項采用迎風(fēng)格式。時間步長經(jīng)調(diào)試取100s。計算域開邊界條件根據(jù)泥沙濃度的監(jiān)測資料獲得；對于閉邊界，假設(shè)，為閉邊界外法線方向的單位矢量；泥沙方程的初始值由實測含沙量給定。（a）VS1 （b）VS2圖2 泥沙含量計算值與測量值比較模型驗證 模型參數(shù)的率定采用1998年1月的實測水文資料7進行。在深圳灣的水文流監(jiān)測點位中(如圖1)，VS3和VS4接近灣口開邊界，利用這兩點的泥沙濃度時間序列，通過線性插值得到灣口開邊界。假設(shè)枯水期(或豐水期)每個月的

8、來沙量都等于模型預(yù)測的枯水期(或豐水期)月來沙量，以枯水期5個月、豐水期7個月將12個月的來沙量累加，可以近似得到深圳灣的年來沙量。如表2所示，除方案二對應(yīng)的年來沙量減少外，其它方案的年來沙量都略有增加，其中方案四增加得最多，而方案三的年來沙量變化最小。因此，單就進出深圳灣泥沙變化最小的要求來看，各方案的優(yōu)劣順序為：方案三、一、五、二、四。表2 填海前后深圳灣月來沙量和年來沙量變化 (單位：103t)方 案枯水期(30d)豐水期(30d)年(365d)填海后年內(nèi)沙量的增-減比例/%現(xiàn) 狀方案一方案二方案三14.518.519.519.058.456.453.855.5481.3487.3474

9、.1483.51.25-1.500.46對各種填海岸線方案的影響進行的分析表明：不同的考慮對象要求的泥沙評價指標及大小不同，因而對應(yīng)岸線方案的優(yōu)劣次序排列也有所差異(如表4)，所以不能憑單個指標來確定填海方案。綜合考慮各種泥沙評價指標，可以認為方案三、四較優(yōu)。表4 方案優(yōu)劣比較方 案年來沙量泥沙沖淤分布港口航道、自然保護區(qū)沖淤變化蛇口港東角頭港內(nèi)灣航道外灣航道福田米埔方案一方案二方案三2415243123544123544322534 結(jié)論參考文獻：林秉南，趙雪華，施麟寶. 河口建壩對毗鄰海灣潮波影響的計算(二維特征線理論法)J. 水利學(xué)報，1980(3):16-25.潘少明，施曉冬，王建業(yè)，

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13、ould be paid on variations of sediment transport characteristics and their impacts on ports and navigation channels before reclaiming a bay. In general, a bay system would be sensitive to the change of sediment erosion or deposition, and thus the ecological assessment in terms of sediment models cou

14、ld be important for the feasibility study of the proposed options. By taking the reclamation of Shenzhen Bay as an example, this paper used a 2-D sediment transport model to predict the variations of net sediment inflow, sediment concentration, sediment erosion or deposition for five designated recl

15、amation options. Studies were made for potential impacts on ports, navigation channels and ecosystems of mangrove according to modeling results. Then, the priority order of the five options for all the concerned issues was discussed. It was concluded that although the priority order for each of the issues is different, a harmo