波浪和水流共同作用下的泥沙输移和岸滩演变耦合数值模型研究的任务书.docx

波浪和水流共同作用下的泥沙输移和岸滩演变耦合数值模型研究的任务书
任务书
研究背景：
海岸带作为陆地和海洋的交界处，受到浪石侵蚀、水流输移、洪涝威胁等多种自然和人类因素的共同作用，岸滩的形态、大小、组成和演化都会直接影响到海洋环境和海岸带生态环境的稳定性和可持续性，甚至还会对周边城市和交通设施的安全带来影响。因此，对海岸带岸滩演变规律的深入研究和精细模拟，具有非常重要的理论价值和实际意义。
研究目标：
本项目旨在探讨波浪、水流等自然因素在海岸带中的相互作用及其对泥沙输移和岸滩演变的影响，通过构建耦合数值模型，实现对岸滩演变规律及其对自然和人类因素的响应机制的模拟和预测。
研究内容：
1.分析海岸带波浪、水流、泥沙输移及岸滩演变的基本规律和相关影响因素，建立统一的数学模型和物理模型，并建立相应的数学计算程序；
2.在计算机平台上搭建波浪模型、水流模型、泥沙输移模型和岸滩演变模型的耦合模型，并进行数值计算和模拟；
3.研究波浪、水流、泥沙输移等因素对岸滩演变的影响机制，分析影响因素之间的相互作用及其动态演变规律；
4.利用群体智能算法等现代优化算法，对岸滩演变进行模拟优化和预测，探究岸滩演变过程中的优化策略和运筹规划算法；
5.结合实测数据，对模拟结果进行验证和评估，检验模型的科学性和可靠性。
研究意义：
本项目拟采用现代数学模型和物理模型，并借助计算机技术开展海岸带岸滩演变的研究，具有非常重要的科学价值和应用价值。一方面，本项目将有助于深入理解海岸带岸滩演变的规律和响应机制，为海岸带环境保护和生态修复提供科学依据和技术支撑；另一方面，本项目将有助于开展海洋工程和海岸城市规划等应用领域的相关工作，为我国海洋经济、环保事业和国家安全保障培养一支高素质的人才队伍。
研究进度安排：
本项目将分为以下几个阶段进行：
第一阶段（1-6个月）：文献调研和模型设计。主要任务包括海岸带岸滩演变的文献调研、已有岸滩演变模型的评估、模型设计和数学计算程序编写。
第二阶段（6-12个月）：模型验证和参数优化。主要任务包括利用实测数据验证模型的可靠性和科学性，对模型参数进行优化和调整。
第三阶段（12-18个月）：模型预测和挖掘。主要任务包括利用模型进行岸滩演变的预测，挖掘优化策略和运筹规划算法。
第四阶段（18-24个月）：模型应用和成果展示。主要任务包括将模型应用于实际项目，开展案例研究和成果展示，并撰写相关学术论文和科技报告。
参考文献：
[1]吴泽田，海岸带岸滩演变[M]，中国水利水电出版社，2013.
[2]许本启,王培,魏世明.基于DLR模型的黑龙江河口岸滩演变数值模拟研究[J].河海大学学报(自然科学版),2016(2):91-98.
[3]王星,贾远,王文龙,等.基于耦合数值模型的北戴河海岸带岸滩演变数值模拟[J].浙江大学学报(工学版),2016,50(9):1632-1641.
[4]王学言,赵嘉宁,张荣金.现代海岸带岸滩演变研究进展及其发展趋势[J].海洋开发与管理,2016(10):140-146.
[5]赵瑞琳,王栋.微观泥沙输移与宏观岸滩演变耦合模型研究[J].河海大学学报(自然科学版),2016(2):81-90.