珠江河口岸线变化对潮动力的影响

发布时间：2021-04-14 06:29

　　为研究珠江河口岸线变化对潮波特征的影响,基于D-Flow FM（Delft 3D-flow flexible mesh）建立珠江河口二维水动力数值模型,模拟的水位、流速流向结果与观测数据吻合良好。利用T_TIDE对模型结果进行调和分析,通过振幅比、相位差和潮能通量探讨岸线变化对潮汐动力特征的影响。结果表明:珠江河口半日分潮M₂的振幅和1/4日分潮M₄的振幅总体均呈增大的趋势,潮能通量呈减小的趋势。珠江河口整体表现为潮汐不对称加剧,涨潮占优增强。岸线变化通过影响径流作用、河口形态、浅水效应和潮能辐聚作用,影响珠江河口的分潮振幅、相位、潮汐不对称和潮能通量等潮汐特征。由岸线变化带来的潮汐振幅增加、潮汐不对称性加剧和涨潮占优趋势加强,可能会导致风暴潮等沿海灾害和严重的淤积问题。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(03)北大核心

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【部分图文】：

珠江河口岸线变化及验潮站位置分布

模型网格如图2所示,大区域范围为110.2°E～ 120.4°E,18.7°N～24.7°N,包括海南岛和台湾岛之间的部分中国南海海域。大范围水深提取为ETOPO1水深与2010年珠江河口实测水深的组合。4组实验网格均使用上述水深插值,其网格参数如表1所示。四组实验使用相同的边界条件,其南、东、西边界均为使用TPXO8模型[19]得到的潮位时间序列,上边界分别为高要、石咀、石角、老鸦岗、博罗和新家埔的径流。模型最小分辨率约为10 m,最大分辨率约为90 km,计算时间为2007年7月7日—9月1日,初始时间步长为1 s,最大时间步长为30 s。模型使用冷启动,起始潮位为1.5 m,起始流速为0 m/s,温度为15 ℃,不考虑盐度。表1 4组实验网格的年份和网格数Table 1 Coastline and grid number of 4 experiments 实验分组 岸线 网格数 实验1 20世纪70年代 161 606 实验2 20世纪90年代 150 757 实验3 2010年 139 567 实验4 治导线 134 532

珠江河口的涨落潮过程中潮位和垂向平均潮流分布如图5所示。涨急时刻如图5(a)所示,湾口潮位大、湾内潮位小,湾顶水位为0.7～1 m,海水从外海流进湾内,湾内流速较大,为0.8～1.3 m/s。涨停时刻,湾口附近海水流向大海,湾顶潮位达到最大,最大潮位为1.5 m左右,流速为1 m/s,湾口流速较小,如图5(b)所示。落急时刻如图5(c)所示,湾内水流整体流向外海,在湾口出现最小潮位,最小潮位为-1.5 m左右。落停时刻如图5(d)所示,湾内整体潮位较小,为-1.2 m左右,湾口附近流速小于0.3 m/s,湾内流速为0.8 m/s左右。图4 测站模拟与实测流速流向对比


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