海平面上升对钱塘江河口盐水入侵影响的预测研究

发布时间：2019-12-04 08:04

【摘要】：海平面上升会对河口地区盐水入侵和物质输运造成一定影响,尤其将对饮用水安全造成威胁,因此海平面上升问题越发受到人们的关注.为研究水源地对海平面上升的响应,防范未来可能出现的盐水入侵危害,本文基于FVCOM模式建立了钱塘江河口三维潮流盐度数值模型,并在此基础上通过一系列数值试验分析未来海平面上升(SLR)对河口盐水入侵的影响.结果表明,海平面上升使得河口盐度整体有所增大,盐水入侵距离增加,且小潮期增幅更加明显,在相对海平面分别上升0.3、0.6和1.0m情况下,大潮期盐水入侵距离分别增加1.1、2.2和6.0km,盐度最大增幅发生在七堡附近,量值分别达到0.17、0.32和0.49;小潮期入侵距离则分别增加2.8、5.9和9.8km,盐度最大增幅发生在盐官附近,量值分别达到0.38、0.80和1.22.海平面上升也会引起各取水口盐度和超标时间的增加,在相对海平面上升0.3~1.0m时,南星桥至珊瑚沙3个取水口平均盐度增值分别为0.1~0.3、0.1~0.3和0.1~0.2,最长连续超标时间增值分别为1.0~4.1、0.5~1.6和0.1~0.2d.
【图文】：

髁?盐度设为零;下游开边界动力条件给定为澉浦实测逐时潮位,盐度边界则为澉浦实测逐时盐度.模型的水动力初始条件采用“冷启动”,即水位和流速初始值均设为零.本文利用各潮位站实测资料,并结合钱塘江河口盐度的时空分布特点,通过插值得到初始盐度场.模型采用内外模分离的方法,外模时间步长设定为0.8s,内模则为8s.经多次调试,曼宁系数在涨潮期间取值范围为0.004~0.01,落潮期间取值范围为0.006~0.021.计算过程中,模型运行45d,其中前30d用来使模式达到稳定,后15d计算结果用来验证和分析.405100004052000040530000图2模式计算区域及网格Fig.2Themodeldomainandgrid1.2模式验证对模型进行潮位、流速、流向和盐度的验证,其中潮位资料为长期固定水文站的实测值,流速、流向和盐度资料由2012年5月对钱塘江河口进行的现场定点观测所得.观测期间设置了8个水文测点(测点布置如图1所示),多船同步作业,大、中、小潮分别连续观测27h(大潮期为2012年5月23日13:00至2012年5月24日15:00;中潮期为2012年5月26日15:00至2012年5月27日17:00;小潮期为2012年5月29日9:00至2012年5月30日11:00),采样的时间间隔为1h.流速、流向数据采用ADCP观测,盐度数据由整点取水水样经实验室分析后得出.本次测量采用三点法(表层、0.6H、底层).为进一步分析数值模型的可靠性,本文采用预测能力系数SS(SkillScore)[11-12]对模型计算结果和实测资料进行统计分析,具体公式如下:2mo2moooSS1XXXXXX(1)式中:Xm为模型计算值,Xo为实测值,mX、oX分别为计算值和实测值的平均值,n为数据个数.SS的值为1,表明模型结果与实测资料吻合完美,SS小于0.2,表明模型计算效果较差.限于篇幅,本文仅绘出部分验证结果.盐官、仓前?

10期孙志林等：海平面上升对钱塘江河口盐水入侵影响的预测研究3885流向和盐度的SS分别为0.82、0.81和0.83,底层的SS分别为0.80、0.81和0.84.可以看出,模型的计算值与实测值吻合良好,证明了模型对钱塘江河口水动力及盐度场的模拟具有一定可靠性.3456闸口实测计算246七堡实测计算0246盐官实测计算246仓前实测计算05-1905-2205-2505-28日期日期05-3105-1905-2205-2505-2805-3105-1905-2205-2505-2805-3105-1905-2205-2505-2805-31位潮m)(位潮m)(位潮m)(位潮m)(图3计算潮位与实测潮位对比Fig.3Comparisonofsimulatedandobservedtidallevels09018027036000.511.55#实测计算表层00.10.20.305-2305-2505-2705-29日期00.511.55#实测计算底层09018027036000.10.20.305-2305-2505-2705-29日期05-2305-2505-2705-2905-2305-2505-2705-2905-2305-2505-2705-2905-2305-2505-2705-29度盐向流()速流m/(s)度盐向流()速流m/(s)图45#站表层(左)和底层(右)流速、流向和盐度的计算值与实测值对比Fig.4Model-observationcomparisonsforcurrentspeed,directionandsalinityatthesurface(left)andbottom(right)atstation5#

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本文编号：2569546