基于数值模拟的咸潮上溯特性与评价指标研究

发布时间：2021-06-23 05:01

　　珠江河口水系河道纵横交错,河网密集,八口入海,其河口、河网和近海水域构成一个典型的多汊河口水流系统,该系统受外海潮汐、波浪、上游径流、风等多种因素作用,水动力环境极为复杂。珠江河口咸潮上溯具有明显的密度层流结构的特征,其时空活动特性和动力特征相当复杂,再加上如此大范围的区域实测资料非常有限,因此单一的评价指标和传统的实测资料统计方法难以对咸潮上溯情况做一个全面、合理的评估。本文的目的是结合数值模拟方法数据连续性强的优点,尝试建立珠江河口咸潮综合评价指标,以期能对咸潮上溯情况做出快速、合理的评估。为此,本文引入了基于无结构三角形网格、有限体积法和三维海洋原始方程组的海洋河口模式FVCOM,充分利用其网格布置灵活的特点,对计算网格进行了优化布置,实现了珠江河网-河口-近海大范围高分辨率的三维斜压数值模拟,并根据大量实测资料进行率定和验证,证明该模式的精度能够满足计算要求；在该三维数值模式的基础上对珠江河口咸潮活动时空特性和动力特征进行了分析,分析结果说明咸潮评价需要从时间、空间等不同方面综合考虑,对咸潮上溯综合评价指标体系的建立提出了原则性要求；结合数值模拟方法的独特优点和评价指标体系建立... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景
        1.1.1 研究的意义和目的
        1.1.2 课题来源
        1.1.3 珠江水系概况
        1.1.4 珠江河口地区咸潮灾害影响
            1.1.4.1 咸潮对珠江三角洲供水的影响
            1.1.4.2 咸潮对珠江河口地区生态环境的影响
    1.2 相关领域国内外研究进展
        1.2.1 国外咸潮上溯的研究进展
        1.2.2 国内咸潮上溯的研究进展
        1.2.3 国内外咸潮评价的研究进展
    1.3 本文的研究内容
第二章 珠江河网-河口-近海三维斜压整体数值模式
    2.1 模型介绍
        2.1.1 模型特点
        2.1.2 模型控制方程
            2.1.2.1 直角坐标系下的原始方程
            2.1.2.2 σ坐标下的控制方程
            2.1.2.3 二维外模垂直积分方程
        2.1.3 边界条件
    2.2 地形资料说明
    2.3 模型率定和验证
        2.3.1 计算条件
            2.3.1.1 计算范围
            2.3.1.2 计算网格及地形
            2.3.1.3 边界及初始条件
            2.3.1.4 实测水文条件
        2.3.2 验证结果
        2.3.3 验证结果分析
            2.3.3.1 潮位
            2.3.3.2 流速、流向
            2.3.3.3 盐度
    2.4 珠江河口咸潮活动特性和动力特征分析
        2.4.1 珠江河口咸潮上溯的时间变化
            2.4.1.1 咸潮上溯的日周期变化
            2.4.1.2 咸潮上溯的半月周期变化——以磨刀门为例
            2.4.1.3 咸潮上溯的季节变化
        2.4.2 咸潮上溯的空间变化
            2.4.2.1 盐度平面分布特征——以磨刀门为例
            2.4.2.2 盐度垂向分布特征——以磨刀门水道为例
            2.4.2.3 盐水入侵距离
            2.4.2.4 盐淡水混合特征
    2.5 咸潮上溯特征分析
第三章 咸潮上溯综合评价指标体系的构建
    3.1 评价指标体系构建和指标遴选的基本原则
    3.2 数值模拟方法的特点
    3.3 指标体系的初建
    3.4 评价指标协调数模方法的理论遴选
        3.4.1 咸潮上溯影响评价侧面的遴选
        3.4.2 各侧面咸潮上溯评价指标的遴选
    3.5 综合评价指标的确定
        3.5.1 咸潮上溯综合评价理论模型
        3.5.2 指标的正向化和无量纲化
        3.5.3 指标权重的确定
        3.5.4 咸潮上溯等级划分
第四章 基于数值模拟方法的咸潮上溯综合评价指标体系的应用
    4.1 方案及计算条件介绍
    4.2 指标的计算结果
        4.2.1 时间参量指标
        4.2.2 空间参量指标
        4.2.3 含量参量指标
        4.2.4 综合评价指标
    4.3 方案指标分析与咸潮上溯评价
        4.3.1 方案一的指标分析评价
        4.3.2 方案二的指标分析评价
        4.3.3 方案三的指标分析评价
        4.3.4 方案四的指标分析评价
        4.3.5 方案五的指标分析评价
    4.4 小结
第五章 结论
    5.1 本文的主要结论
    5.2 本文的主要创新点与不足之处
    5.3 未来的研究工作方向和建议
参考文献
附图
致谢
个人简历
在学期间参加的研究项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]磨刀门水道枯季咸潮上溯规律分析[J]. 陈荣力,刘诚,高时友.  水动力学研究与进展A辑. 2011(03)
[2]无量纲化方法对拉开档次法的影响分析[J]. 郭亚军,马凤妹,董庆兴.  管理科学学报. 2011(05)
[3]广东沿海风暴潮灾害应急管理初探[J]. 黄锦林,杨光华,曾进群,芦妍婷.  灾害学. 2010(04)
[4]基于水文学方法的珠江流域生态流量研究[J]. 张强,崔瑛,陈永勤.  生态环境学报. 2010(08)
[5]浅谈水电建设项目后评价工作的实施及发展趋势[J]. 邓定栋.  四川水力发电. 2010(02)
[6]咸潮对城镇供水水质的影响及对策[J]. 李勇,陈超,张晓健,戴吉胜,许欢.  水利水电技术. 2008(10)
[7]咸潮分析评价方法与预测预报技术的探索与应用[J]. 刘斌,翁士创,闻平.  人民珠江. 2007(06)
[8]感潮河段弯道水流的水力特性[J]. 魏炳乾,夏双喜,内岛邦秀,早川博.  水动力学研究与进展A辑. 2007(01)
[9]特大咸潮对珠江入海河段环境要素的影响[J]. 殷建平,王友绍,徐继荣,孙翠慈,张风琴,何磊.  热带海洋学报. 2006(04)
[10]新思路下的技术改造综合后评价模型(上)[J]. 郑建新,陈浩.  航天工业管理. 2006(02)

博士论文
[1]河网、河口及海岸整体联解数值模式及其在珠江口咸潮上溯研究的应用[D]. 邹华志.中国海洋大学 2010

硕士论文
[1]长江口杭州湾海洋动力要素对风场响应的FVCOM模拟研究[D]. 耿姗姗.南京信息工程大学 2011
[2]金融稳定性评估模型及其应用研究[D]. 曾得利.湖南大学 2009



本文编号：3244283