基于EFDC模型模拟湄洲湾围填海工程对水沙环境的影响

发布时间：2020-10-22 02:24

　　 围填海活动一度是我国城市扩张、经济建设的现实需要,为我国提供了十分显著的经济效益。但是,围填海工程改变了海岸线形状,致使水体交换能力下降,降低海洋的环境承载力,同时,大范围的围海造地加速了渔业资源的衰退、湿地海洋生态系统的破坏以及沿海水域生物多样性的减小。分析福建省内围海造地对水沙环境的影响,对于福建沿海的功能区规划、生态保护等有着重要意义。本文基于EFDC模型,采用潮位驱动边界,考虑底部粗糙率、紊流系数、风场、气象因素等的影响,建立湄洲湾水域的三维水动力、温度、盐度、波浪和泥沙模型。模型只考虑一种组分的粘性泥沙,并以伊利石的泥沙参数作为调整参数的基础,同时考虑海域来沙、底床的沉降侵蚀以及波浪影响。本文使用T1-T3三个测站的潮位数据,以及C1-C6六个测站的流速、流向、温度、盐度、泥沙数据,对模型进行率定。模拟结果表明,该模型的模拟值与实测值吻合较好,湄洲湾以规则半日潮为主,存在日不等潮现象,涨落潮路径一致。夏季湄洲湾水温为20~25℃,冬季水温为7~14℃,夏季水温分布呈内高外低,但冬季水温呈内低外高。夏季和冬季盐度分布都为内低外高,但冬季盐度内外整体差值更小。大潮时含沙量范围是0~0.08 kg/m~3,小潮时含沙量范围是0~0.05 kg/m~3,但小潮中央航道水域内的含沙量明显高于其余区域的现象更为显著。另外,大潮时波浪对含沙量的影响微乎其微,小潮时波浪会导致8处湾底周边水域的含沙量增加0.04~0.05 kg/m~3,但是其余区域的含沙量几乎没有变化。围填海后潮位差明显增大,流速下降率为18~55%,水动力明显减弱。夏季温度变化为-0.6~0.9℃,冬季温度变化为-2.1~1.4℃。围填海导致盐度在湾内上升,湾外下降,夏季盐度变化为-0.44~0.61 PSU,冬季盐度变化为-0.11~0.24 PSU。围填海后湄洲湾70%水域含沙量浓度下降,底床厚度减小,但原本水体携带的泥沙大多都富集在湄洲岛东南方的部分海域,导致湄洲岛以外的海域会出现含沙量升高以及底床增厚的现象。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P756.8
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的理论意义和应用价值
    1.2 国内外围填海工程影响研究概述
    1.3 国内外近海水域数值模拟研究概述
        1.3.1 近海潮流数值模拟研究概述
        1.3.2 近海泥沙数值模拟研究概述
    1.4 本文研究工作
2 研究区域概况
    2.1 地理位置及地形地貌概况
    2.2 水文概况
        2.2.1 潮汐、潮流概况
        2.2.2 波浪概况
    2.3 底表沉积物、泥沙概况
    2.4 水温、盐度概况
    2.5 气象概况
    2.6 港口资源、周边经济概况
    2.7 湄洲湾海域研究进展概述
3 数学模型
    3.1 基本控制方程
    3.2 运动方程的数值解法
    3.3 输运方程的数值解法
4 模型设置及验证
    4.1 模型设置
        4.1.1 模型网格
        4.1.2 初始条件
        4.1.3 边界条件
        4.1.4 水动力模块参数
        4.1.5 温度模块参数
        4.1.6 泥沙模块参数
        4.1.7 波浪模块参数
    4.2 模型模拟与验证
        4.2.1 潮位验证
        4.2.2 潮流验证
        4.2.3 温度验证
        4.2.4 盐度验证
        4.2.5 泥沙验证
    4.3 本章小结
5 湄洲湾模拟结果分析
    5.1 潮位模拟分析
    5.2 潮流模拟分析
        5.2.1 流向模拟分析
        5.2.2 流速模拟分析
    5.3 温度模拟分析
    5.4 盐度模拟分析
    5.5 泥沙模拟分析
        5.5.1 波浪对泥沙模拟结果的影响分析
        5.5.2 波流共同作用下的泥沙模拟分析
    5.6 本章小结
6 湄洲湾围填海工程对水动力、泥沙环境的影响分析
    6.1 湄洲湾围填海工程简介
    6.2 围填海后新模型设置
    6.3 潮流影响分析
    6.4 潮位影响分析
    6.5 温度影响分析
    6.6 盐度影响分析
    6.7 泥沙影响分析
    6.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈良云;;提升湄洲湾港的港口核心竞争力之策[J];中国港口;2017年07期

2 吴剑新;;湄洲湾港的发展现状及分析[J];物流科技;2013年12期

3 陈晓彬;;湄洲湾港定位及发展对策[J];水运管理;2012年12期

4 黄仲生;;在福建湄洲湾建设煤炭储运基地势在必行[J];水运工程;2008年12期

5 廖小军;;建立福建湄洲湾海峡石化交易中心的探析[J];福建论坛(人文社会科学版);2006年09期

6 周大梁;开发湄洲湾 建设巨型深水港[J];引进与咨询;2005年02期

7 林金崇;湄洲湾龙头项目开发势头强劲[J];福建税务;2000年04期

8 朱文喜;湄洲湾开发区环境问题浅探[J];福建环境;1997年06期

9 陈居成;;湄洲湾沉积物分布特征及泥沙来源[J];福建师范大学学报(自然科学版);1988年03期

10 ;各地信息[J];上海环境科学;1988年06期

相关硕士学位论文 前10条

1 邓格斐;基于FVCOM模拟湄洲湾围填海工程对水沙输运的影响[D];大连理工大学;2019年

2 曹安琪;基于EFDC模型模拟湄洲湾围填海工程对水沙环境的影响[D];大连理工大学;2019年

3 胡炜;“一带一路”背景下的湄洲湾港口综合竞争力研究[D];厦门大学;2017年

4 张浩;湄洲湾电厂取排水海底基槽钻爆技术与振动控制研究[D];武汉大学;2017年

5 陈文龙;湄洲湾石门澳产业园发展战略研究[D];华侨大学;2017年

6 余星雷;湄洲湾沿海石化工程对大气环境影响研究[D];中国海洋大学;2015年

7 洪汛;SAP系统在湄洲湾电厂设备管理中的应用研究[D];厦门大学;2008年

8 李江;湄洲湾水域船舶定线制的研究[D];大连海事大学;2017年

9 朱子晨;基于FVCOM的湄洲湾温排水海区三维海水温度场数值研究与观测对照分析[D];国家海洋局第一海洋研究所;2014年

10 宋传中;湄洲湾通航环境管理研究[D];大连海事大学;2016年

本文编号：2850959