近海与河口粘性泥沙输移过程-2002.6.pdfVIP

泥 沙 研 究 2002 年 6 月 Journal of Sediment Research 第 3 期 近海与河口粘性泥沙输移过程 第六届INTERCOH 2000综述 时 钟 李世森 李艳红 上海交通大学 港口与海岸工程系, 上海 200030 摘要: 第六届近海与河口粘性泥沙输移过程国际学术会议主要包括以下内容 1)粘性泥沙 与湍流的相互作用 2) 淤泥动力特性的现场观测 3)粘性泥沙输移过程的数值模拟 4) 絮凝作用和絮凝团沉降速率 5)淤泥底床侵蚀 固 结过程 主要进展表现在 1)分形理论 被应用于粘性泥沙运动 2)水声学技术 PIV技术的应用 3)原位剪应力测 量装置(ISIS)被应用于测量淤泥表面 床体上的侵蚀剪应力分布 4)生物对粘性泥沙运动影响的研究 即利用环形 水槽实验等 探讨异养细菌 超细胞聚合体对粘性泥沙稳定作用的影响 5)一种健壮 有效的适应有限元数学模型 考虑絮凝 非牛顿流及高浓度下的湍流耗散 被用来解决粘性泥沙的输移问题 关键词:粘性泥沙 近海与河口 中图分类号:TV148 文献标识码:A 文章编号:0468-155X(2002)03-0074-07 近海(海岸 大陆架)与河口(港湾)水体中含有大量粘性细颗粒泥沙 即粒径小于4 m的粘土和一定比例 的粉砂(粒径在4 62 m之间) 粘性细颗粒悬沙一般不以单颗粒的形式存在, 而是同附近其它大量的悬沙颗 粒结合在一起 并形成一定的结构 这种相邻颗粒在一定条件下结合成集合体的作用被称为“絮凝作用”, 通 过絮凝作用结合而成的这种结构体称为“絮凝体” 近海与河口粘性泥沙输移过程是海洋学家 港口航道与海 岸工程师和环境流体力学家共同感兴趣的研究课题 由美国Florida大学海岸及海洋工程系A.J. Mehta教授发起的INTERCOH会议(Mehta,1986)提供了一个国 际性的讲台 使年轻的 有经验的和世界领先的科学家和工程师相聚并讨论粘性泥沙的性质及该领域的必威体育精装版 进展 第六届近海与河口粘性泥沙输移过程国际学术会议(简称INTERCOH 2000)于2000年9月4日 8日在荷兰 WL/Delft Hydraulics和Delft理工大学召开 它的内容 粘性泥沙的输移—尤其是近底床过程的现场和室内 测量及数值模拟 本文目的: 1)对本次会议进行简单综述 2)指出主要研究进展及重点研究的方向 作为此 领域我国科学工作者今后的工作参考 1 粘性泥沙与湍流的相互作用 悬浮颗粒的浮力效应要消耗一定湍流能量 从而消耗了水体的湍动扩散能力 这对于由水流引起的粘性 泥沙输移存在重要影响 比利时Leuven Katholieke大学土木工程系的E.A.Toor man, 荷兰Delft理工大学土 木工程系与地球科学学院A.W. Bruens等采用Prandtl混合长度和K- 湍流模型,结合elft理工大学的直水槽 实验 研究了在密度梯度(由局部淤泥块引起)导致集中悬浮时湍流的衰减 并将数值模拟结果与实验结果做 了比较 此外 E.A.Toorman还开发了一种悬沙湍流模型 该模型的边界处理方法以更精确的Prandtl混合长 度理论为基础 加拿大Institut de Science de la Mer de Rimousk的D. Cloutie等研究了循环水槽中高浓 度悬沙对湍流结构的影响 美国Stanford大学土木与环境工程系的M.L. Brennan与S.G. Monismith和地质调查局的D. H. Schoellhamer与J.R.Burau研究了旧金山港某地潮汐不对称引起的侵蚀现象 他们在一个局部分层河口的大 潮 低潮阶段测量了近底床水流速度 悬沙浓度和湍动泥沙通量 此外 他们还采用悬沙浓度的垂向分布计 算潮汐时段底床与水体之间粘性泥沙的通量, 研究了旧金山港某地淤泥底床和水体之间粘性泥沙的交换