台风期间波浪和局地风对磨刀门水道盐淡水混合的影响机制

发布时间：2022-01-08 20:04

　　珠江磨刀门水道地处亚热带季风气候区,直面南海,容易受到热带风暴的袭击。选取台风"纳沙",采用SCHISM模型建立磨刀门水道三维水流盐度数值模型,通过数值试验对比,结合势能异常分析法,探究了台风期间波浪和局地风对磨刀门水道混合与层化的影响。结果显示:由于近岸及河道内水深较浅,波高整体较小,波浪对水体层化过程影响不大,对流速分布有一定的调整作用,使其分布更为均匀,并在一定程度上加强水体掺混,利于外海高浓度盐水向河口和海岸扩散。而台风期间强劲的局地风对垂向水体状态以及势能异常变化率各项均有显著作用,影响着盐淡水的层化混合过程。 

【文章来源】：水文. 2020,40(01)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

研究区域及台风路径

从澳门大潭山气象站2h/次的风矢量过程（见图2）可以看出，“纳沙”过境期间，风向由之前持续的偏北风，突然沿顺时针转到东南风（相对于磨刀门水道为顺河口向上游的风），风速最大可达13.9m/s。2 数值模型及机制分析方法

磨刀门水道三维水流盐度数值模型采用Zhang等[8]开发的SCHISM跨尺度湖泊-河流-河口-海洋水动力模型，该模型耦合了波浪、水质、泥沙等多个模块，广泛用于河口海洋水动力问题研究。模型水平方向采用无结构网格（见图3），垂向采用SZ混合坐标，由于磨刀门水深较小，垂向均为10层的S坐标层，输运方程采用TVD2（高阶隐式对流格式）进行求解。上游流量边界和外海水位、盐度边界从珠江大范围潮流数学模型提取，大范围二维模型（见图3）上游边界为马口、三水的实测流量数据，外海水位为潮汐预报值，盐度边界采用定值33 psu。波浪数值模拟采用SCHISM中的WWM III模块，进行全耦合，与SCHISM潮流模拟部分共用一套网格。由于磨刀门水道位于近岸地区，受外海涌浪影响较小，台风期波浪主要受风速驱动而成，因此外海边界采用定值波浪参数，有效波高H1/3取0.64 m，平均波周期3.58 s，平均波向122.13°，方向传播33°，波浪谱采用JONSWAP谱。风速条件采用构建的台风场计算得出，台风场由CCMP/NECP背景风场和台风经验模型风场合成而来，并利用澳门大潭山逐时的风速数据进行率定，详细构建方法参见文献[9]。模型运行102d达到稳定状态。2.1.2 模型验证

【参考文献】：
期刊论文
[1]磨刀门河口环流与咸淡水混合层化机制[J]. 吕紫君,冯佳佳,郜新宇,汪玉平,张梦茹,孔俊.  水科学进展. 2017(06)
[2]长江河口北槽弯道横向次生流、混合与层化[J]. 邵聪颖,浦祥,时钟,胡国栋,王真祥.  海洋工程. 2016(03)
[3]磨刀门水道盐度混合层化机制[J]. 任杰,刘宏坤,贾良文,陈子燊.  水科学进展. 2012(05)



本文编号：3577193