近日，我所工程中心“海洋工程動力環(huán)境與海岸保護修復”團隊在泥沙動力學模式領域取得新進展。研究團隊基于三維非結構網(wǎng)格有限體積海洋模式（FVCOM）構建了“浪—流—泥沙—巖土力學”多要素耦合模式，在泥沙再懸浮機制表達及算法方面實現(xiàn)突破，并利用模式在黃河三角洲極端天氣沖淤演變研究領域實現(xiàn)新進展。

在經(jīng)典的海洋“浪—流—泥沙”耦合模式中，泥沙再懸浮機制重點關注海床剪切作用。近年來，波致海床液化導致泥沙再懸浮這一問題引起廣泛關注和研究。團隊在泥沙再懸浮通量算法中引入了波致液化再懸浮機制，采用黃河三角洲波浪、潮汐、孔隙水壓力、懸浮泥沙濃度觀測資料驗證了模式的準確性，發(fā)展了泥沙動力學模式在泥沙起動方面的物理過程表達方式。同時，該模式實現(xiàn)了在海洋學模型中構建完整的巖土力學耦合模塊，能夠模擬風暴潮過程的孔隙水壓力變化和波致液化災害。

利用該模式對黃河三角洲一次典型風暴潮過程的模擬顯示，波致海床液化災害引發(fā)的再懸浮泥沙在總懸浮泥沙中占有較高比例，黃河三角洲海域離岸沖刷帶的形成與波致液化過程有關。

圖1.模式構建的波浪—海床液化—泥沙再懸浮耦合機制

 圖2.有無液化機制對離岸沖刷帶形成的影響模擬

 該成果發(fā)表于知名“自然指數(shù)”期刊《Water Research》（影響因子11.4，中科院一區(qū)Top），第一作者是我所工程中心朱子晨工程師。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122057