海湾是三面环陆的海洋水域,了解海湾地貌演变规律对周边海岸利用和保护具有重要意义。本文采用数值模拟和理论推导的方法对海湾水底平衡剖面和海湾地形不稳定演变进行研究。首先,介绍了计算中采用的数值模型,包括水动力模型、泥沙输移模型和地形演变模型,同时给出了其差分方法及计算流程。为了保证数值计算结果的准确性,本文对数值模型进行了验证,通过与Mike模拟结果对比验证水动力和泥沙输移模型,通过与他人模拟结果对比验证地形演变模型。然后,本文对收缩型、扩张型和矩形三种典型海湾的水底平衡剖面进行研究。针对海湾长度远小于潮汐波长的短尺度海湾给出了海湾水底平衡剖面的解析解和对应的时均含沙浓度解析解。同时,采用上述计算模型对以上三种类型海湾的水底平衡剖面进行了数值模拟,给出了这三种类型海湾的水面、流速、时均含沙浓度和水底平衡剖面的计算结果,并利用水面数值结果确定了海湾水底平衡剖面解析解所含的待定参数。最后,通过数值模拟的方法对等宽和变宽海湾地形不稳定演化进行研究。在等宽海湾情况下,模拟了不同分潮、不同输沙模型、是否考虑干湿边界条件下水底地形不稳定性导致的海湾地形演化;在变宽海湾情况下,模拟了扩张和收缩两种形态海湾的地形不稳定性导致的海湾地形演化,以此为基础分析了上述因素对海湾不稳定演化的影响。