杭州湾海域岸线变化对其水动力过程影响的数值研究

发布时间：2020-10-13 21:13

　　 杭州湾近几十年岸线变化显著。遥感数据分析结果显示,自1974年至2016年,杭州湾陆地逐渐向水域延伸。自1974年到2005年,杭州湾断面宽度最大缩窄约15 km,而2005年至2016年断面缩窄最大约7.8 km。为了确定杭州湾岸线变化对水动力特征的累积影响,本文利用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)数值模型,研究杭州湾岸线变化对湾内主要分潮、潮流不对称性和潮能通量等水动力特征的影响,及其影响机理。(1)基于历史观测数据、遥感数据和前期研究结果,采用高分辨率地形网格和多样化底摩阻参数,运用FVCOM数值模式,建立了东中国海水动力数值模型,经实测水位与流速数据验证,模型能够准确地反映杭州湾水动力特征。模型结果显示,杭州湾内M2分潮振幅从湾口到湾顶逐渐增大。M4振幅自湾顶至湾口逐渐减小。杭州湾内涨潮占优,潮能主要汇集到从金山到乍浦的北部深槽内。(2)运用所建立的数值模型,模拟1974、2005和2016三个代表年份水动力过程的变化,比较研究了杭州湾海域长时间、大区域的岸线变化对其水动力特征的影响特征和作用机理。模型结果显示:自1974至2016,杭州湾最大潮差略有增大;M2分潮振幅增大的幅度从金山到尖山逐渐降低;M4振幅尖山附近增加最大;潮能通量在金山到澉浦之间减小最大;尖山断面和杭州湾口涨潮更加占优,而乍浦断面和金山断面之间涨潮的优势减弱。模拟结果与杭州湾相对应实际变化趋势较符合。是杭州湾岸线的收缩,改变了近岸水域面积和水深,影响浅化效应、对流过程和耗散过程等特征,进而影响分潮振幅和相位、潮汐不对称程度和潮能通量等特征。(3)运用概化地形数值模型,分别对比不同水深和坡度数值实验结果,研究岸线变化导致的湾内水深和湾底坡度变化对水动力过程的影响。概化地形数值实验结果显示,湾内水深和湾底坡度越小,使得底摩阻越大,使得M2分潮振幅减小而M4分潮振幅增大,使得涨潮占优的趋势增加,并改变潮能大小分布。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P715.7
【部分图文】：

１绪论??１．１研究目的及意义??杭州湾（如图１．１）位于杭州、上海和宁波之间，西北湾顶与钱塘江相连，??东部湾口与东海相通，湾口南部散落着舟山群岛。杭州湾位于中国经济最发迗??的长三角经济区内，两岸有着重要的工业园区，并分布着中国乃至全球最大的??港口。这一区域城市的快速发展产生了众多需求与矛盾，如沿海域市海洋生产??等活动的需求以及沿海域市土地资源短缺的矛盾，迫使当地的政府组织了一系??列的围垦造地活动，如位于杭州湾南岸的杭州湾新区就是近几十年围垦工程创??造而来，与此类似的还有海宁、海盐、萧山以及上海浦东区域，都有较大围垦??造地面积。??为了保护海岸经济的发展，上个世纪老一辈的水利专家提出了多种解决方??案

?Ｋ?Ｕ??式中，Ｄ为整体水深，Ｈ为相对于平均海平面的正常水深ｊ为潮位变化，??ｚ为垂向坐标，〇在海底为－１，而在海面为０。如图３．１所示。??１２??

ＦＶＣＯＭ模型将水平的数值计算区域划分为相互不重叠的非结构化三角形??网格并使用有限体积法提高其计算效率和准确度。??ＦＶＣＯＭ模型主要采用非结构化三角形网格，如图３．２所示。毎一个三角形??网格由３条边、１个中心点和３个节点构成，三角形在计算网络内没有重叠【３１］。??ＦＶＣＯＭ模型将流速放在三角形中心点上进行计算，而将潮位、温度、盐度等标??量放在三角形节点上进行计算。三角形节点上的变量通过其相邻三角形网格中心??点所围成的切面的净通量来确定，而三角形中心点的变量则通过计算出的三角形??三条边的净通量来确定。??１５??
【参考文献】

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本文编号：2839710