基于植被和潮动力作用的潮滩剖面演变数值模拟

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基于植被和潮动力作用的潮滩剖面演变数值模拟

龚政, 白雪冰, 靳闯, 赵堃, 周曾, 张长宽

文章导航 > 水科学进展 > 2018 > 29(6): 877-886

龚政, 白雪冰, 靳闯, 赵堃, 周曾, 张长宽. 基于植被和潮动力作用的潮滩剖面演变数值模拟[J]. 水科学进展, 2018, 29(6): 877-886. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

引用本文:

龚政, 白雪冰, 靳闯, 赵堃, 周曾, 张长宽. 基于植被和潮动力作用的潮滩剖面演变数值模拟[J]. 水科学进展, 2018, 29(6): 877-886. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

GONG Zheng, BAI Xuebing, JIN Chuang, ZHAO Kun, ZHOU Zeng, ZHANG Changkuan. A numerical model for the cross-shore profile evolution of tidal flats based on vegetation growth and tidal processes[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(6): 877-886. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

Citation:

GONG Zheng, BAI Xuebing, JIN Chuang, ZHAO Kun, ZHOU Zeng, ZHANG Changkuan. A numerical model for the cross-shore profile evolution of tidal flats based on vegetation growth and tidal processes[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(6): 877-886. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

基于植被和潮动力作用的潮滩剖面演变数值模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

龚政^1,2,
白雪冰^1,,
靳闯³,
赵堃¹,
周曾²,
张长宽¹

1.
河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210098;
2.
河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室, 江苏南京 210098;
3.
School of Environment, University of Auckland, Auckland 92019 New Zealand

基金项目: 国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目（51620105005）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2017B41614）

作者简介:
龚政(1975-),男,江苏张家港人,教授,博士,主要从事海岸潮滩系统演变动力机制、河口海岸水动力及泥沙运动数值模拟等研究。E-mail:gongzheng@hhu.edu.cn

通讯作者:
白雪冰,E-mail:xuebing@hhu.edu.cn

中图分类号: TV122

A numerical model for the cross-shore profile evolution of tidal flats based on vegetation growth and tidal processes

1.
State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2.
Jiangsu Key Laboratory of Coast Ocean Resources Development and Environment Security, Hohai University, Nanjing 210098, China;
3.
School of Environment, University of Auckland, Auckland 92019 New Zealand

摘要: 为研究多因子共同作用下的潮滩演变机制，开发了基于植被生长和潮动力作用的潮滩剖面演变数学模型。在不考虑植被作用下，模拟得到了潮滩中长期演变后的上凸形剖面特征；泥沙供给是决定潮滩宽度的因素，供给越充分，潮滩宽度越大。模型考虑植被过程时，结果表明不同的植被生物量分布形式对潮滩水动力的影响程度不同，在潮间带上部，生物量抛物线分布时的减流效果强于生物量线性分布形式；而在潮间带下部则相反。模拟结果显示盐沼和光滩之间出现陡坎，且随着滩面的逐步淤高，陡坎逐步向海移动。
- 潮滩 /
- 地貌演变 /
- 植被影响 /
- 盐沼陡坎 /
- 数值模拟
Abstract: To explore the evolution mechanism of tidal flats under the influence of multiple factors, a cross-shore profile numerical model is developed based on vegetation growth and tidal processes. For a bare flat driven by tides, a general convex cross-shore profile is obtained after medium-to long-term simulation. Sediment supply determines the width of mudflat, and a higher sediment supply leads to a wider and gentler mudflat. For marsh flats, different spatial distribution of biomass affects tidal hydrodynamics differently. At the upper intertidal flat, the flow reduction effect with parabolic distribution of biomass production is stronger than that with linear distribution, and it is converse at the lower intertidal flat. A scarp is simulated at the edge between the bare flat and marsh flat, and it moves seaward as the sediment deposition on intertidal flats.
- tidal flat /
- morphological evolution /
- biophysical effects of vegetation /
- marsh-edge /
- numerical simulation

[1]	陈孝兵, 郑春阳, 袁越. 河床沉积物非均质性影响下的潜流交换数值模拟 . 水科学进展, 2019, 30(2): 220-229. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.007
[2]	龚政, 黄诗涵, 徐贝贝, 朱思谕, 张岩松, 周曾. 江苏中部沿海潮滩对台风暴潮的响应 . 水科学进展, 2019, 30(2): 243-254. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.009
[3]	戴玮琦, 李欢, 龚政, 张长宽, 周曾. 无人机技术在潮滩地貌演变研究中的应用 . 水科学进展, 2019, 30(3): 359-372. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.006
[4]	张长宽, 徐孟飘, 周曾, 龚政, 康彦彦, 李欢. 潮滩剖面形态与泥沙分选研究进展 . 水科学进展, 2018, 29(2): 269-282. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.02.015
[5]	龚政, 严佳伟, 耿亮, 朱思谕, 李欢, 张长宽. 开敞式潮滩-潮沟系统发育演变动力机制——Ⅲ.海平面上升影响 . 水科学进展, 2018, 29(1): 109-117. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.013
[6]	侯精明, 郭凯华, 王志力, 荆海晓, 李东来. 设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟 . 水科学进展, 2017, 28(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003
[7]	龚政, 吕亭豫, 耿亮, 周曾, 徐贝贝, 张长宽. 开敞式潮滩-潮沟系统发育演变动力机制——Ⅰ.物理模型设计及潮沟形态 . 水科学进展, 2017, 28(1): 86-95. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.010
[8]	龚政, 耿亮, 吕亭豫, 周曾, 严佳伟, 张长宽. 开敞式潮滩-潮沟系统发育演变动力机制——Ⅱ.潮汐作用 . 水科学进展, 2017, 28(2): 231-239. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.008
[9]	侯庆志, 陆永军, 王建, 季荣耀, 王艳红, 陆彦. HJ]Key words:climate change, human activities, hydrological influences, driving factors河口与海岸滩涂动力地貌过程研究进展 . 水科学进展, 2012, 23(2): 286-294. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2005.021
[10]	鲁程鹏, 束龙仓, 陈洵洪. 河床地形影响潜流交换作用的数值分析 . 水科学进展, 2012, 23(6): 789-795. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1759.015
[11]	胡旭跃, 张青松, 马利军. 过渡段对连续弯道水流影响的数值模拟 . 水科学进展, 2011, 22(6): 851-858.
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基于植被和潮动力作用的潮滩剖面演变数值模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210098;

2. 河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室, 江苏南京 210098;

3. School of Environment, University of Auckland, Auckland 92019 New Zealand

基金项目: 国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目（51620105005）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2017B41614）

作者简介:
龚政(1975-),男,江苏张家港人,教授,博士,主要从事海岸潮滩系统演变动力机制、河口海岸水动力及泥沙运动数值模拟等研究。E-mail:gongzheng@hhu.edu.cn

通讯作者: 白雪冰,E-mail:xuebing@hhu.edu.cn

收稿日期: 2018-01-09
刊出日期: 2018-12-25

中图分类号: TV122

关键词:

摘要: 为研究多因子共同作用下的潮滩演变机制，开发了基于植被生长和潮动力作用的潮滩剖面演变数学模型。在不考虑植被作用下，模拟得到了潮滩中长期演变后的上凸形剖面特征；泥沙供给是决定潮滩宽度的因素，供给越充分，潮滩宽度越大。模型考虑植被过程时，结果表明不同的植被生物量分布形式对潮滩水动力的影响程度不同，在潮间带上部，生物量抛物线分布时的减流效果强于生物量线性分布形式；而在潮间带下部则相反。模拟结果显示盐沼和光滩之间出现陡坎，且随着滩面的逐步淤高，陡坎逐步向海移动。

English Abstract

龚政, 白雪冰, 靳闯, 赵堃, 周曾, 张长宽. 基于植被和潮动力作用的潮滩剖面演变数值模拟[J]. 水科学进展, 2018, 29(6): 877-886. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

引用本文:

龚政, 白雪冰, 靳闯, 赵堃, 周曾, 张长宽. 基于植被和潮动力作用的潮滩剖面演变数值模拟[J]. 水科学进展, 2018, 29(6): 877-886. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

GONG Zheng, BAI Xuebing, JIN Chuang, ZHAO Kun, ZHOU Zeng, ZHANG Changkuan. A numerical model for the cross-shore profile evolution of tidal flats based on vegetation growth and tidal processes[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(6): 877-886. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

Citation:

GONG Zheng, BAI Xuebing, JIN Chuang, ZHAO Kun, ZHOU Zeng, ZHANG Changkuan. A numerical model for the cross-shore profile evolution of tidal flats based on vegetation growth and tidal processes[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(6): 877-886. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.013

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