简要信息

    【获奖类型】理论二等奖
    【任务来源】国家自然科学基金重点资助项目（50339050）
    【课题编号】泥-010113
    【课题起止时间】2004年1月～2007年12月
    【完成单位】泥沙所
    【主要完成人】王崇浩、张世奇、曹文洪

    立项背景

    针对黄河口研究中需要突破的薄弱环节，瞄准国际河口学领域的前沿问题，着眼于黄河水沙变异的新情况，结合黄河综合治理和河口地区生态环境建设中国家的需求。中国水利水电科学研究院联合黄河水利委员会黄河水利科学研究院、中科院海洋研究所于2003年成功申请到了国家自然科学基金“黄河研究联合基金”重点项目“新水沙环境下黄河口演变与整治及水土资源优化配置研究”，（批准号50339059），项目负责人为泥沙所张世奇教高。本文为第3专题第1子题“黄河口陆海相互作用的整体数学模型的研制”的研究成果，旨在建立能正确反映河道水沙变异、高含沙特性、海流输沙与尾闾河道演变、河口淤进和蚀退等陆海相互作用的一、二维连接整体数学模型。

    研究内容

    针对黄河下游水少沙多和河口淤积延伸速度快的特点，在河道不平衡输沙理论和高含沙输沙理论的基础上，建立了一套包括一维河道和二维海域、适用于多沙河口的整体泥沙冲淤数学模型。模型采用动边界和动床阻力技术，同时考虑径流、潮流及波浪等多种动力因素的共同作用，可用于尾闾河道冲淤、河口泥沙输移扩散和河口演变计算。模型利用了水沙量平衡和水位相等的一、二维连接技术，应用了泥沙所多年来的黄河口细颗粒泥沙絮凝沉降和挟沙能力研究成果。用1983年汛后至1996年汛前艾山－口门河道地形资料、1996年6～10月和1996年10月～2000年10月的海区地形资料对一、二维连接模型进行了验证。计算结果给出的黄河下游河道淤积延伸过程、河道水位、河道及海区冲淤量和流路河长延伸等均与实测值基本一致。应用二维模型计算了整个渤海的潮汐过程，得到几个主要分潮的同潮图，计算与实测值符合良好。证实了模型的可靠性。

    创新点

    （1）首次将黄河下游艾山以下河段与河口水沙过程作为一个大系统；
    （2）模型在河道不平衡输沙理论的基础上，引入高含沙输沙理论，以适应黄河含沙量高的特点；
    （3）模型综合考虑径流、潮流、波浪等多种动力条件，建立了适合黄河口
    水沙特点的动床阻力及细颗粒泥沙絮凝沉降公式；引用了黄河口的波浪、潮流作用下的水流挟沙能力公式。
    （4）模型能很好地反映黄河入海流路的淤进和蚀退过程。

    应用前景及社会经济效益

    该模型已应用于计算研究“黄河口演变对下游河道反馈影响的计算研究”（见“水利水电技术”，2007年第9期）、“黄河口清水沟流路冲淤发展与使用年限预测”（见“水利学报”2008年第6期）。

    研究成果已获国家自然科学基金委员会验收通过，部分成果已用于黄河勘测规划设计有限公司负责的“黄河河口综合治理规划”。具有重大的社会经济效益。