杭州湾水龄和滞留时间特性研究

发布时间：2017-04-11 11:11

  本文关键词：杭州湾水龄和滞留时间特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：杭州湾毗邻长江口与钱塘江,湾内淡水可来源于钱塘江径流与长江冲淡水；同时,杭州湾面临东海,湾内水体会随涨落潮流交换到东海海区。因此,研究杭州湾内不同来源水体的水龄、滞留时间的分布特性,对揭示陆源来流(长江、钱塘江径流)对杭州湾水环境的影响、评估湾内水质状况等都有重要意义。本文基于ROMS(区域海洋模式)模型,建立杭州湾-长江口-东海海域三维水动力模型,并采用实测数据对模型计算所得的潮位、潮流、盐度进行验证以及余流的对比分析。在此基础上,本文通过计算2007-2008两年期间内,不同径流、潮流水动力条件下的杭州湾潮位、潮流、余流、盐度分布,得到该海区水动力的基本特性；进而以CART (constituent-oriented age and residence-time theory)理论为基础,研究了2008年期间四种不同水动力条件(枯洪季和大小潮)下杭州湾内水龄分布特性及湾口南、北代表性控制区内的滞留时间分布特性。主要研究成果和结论如下：(1)杭州湾内,长江冲淡水和钱塘江淡水浓度(淡水体积比重(总体积为1))分布差异较大。前者在湾口北部有一高浓度区(约0.7),水体来源分布受长江径流影响明显,该现象表明长江冲淡水可直接经过杭州湾北部进入杭州湾；而在湾顶及上游区域钱塘江径流比重较高(如澉浦处洪季时浓度为0.86),水体来源分布受钱塘江径流影响明显。(2)杭州湾内,长江冲淡水水龄分布的主要特征为：湾口北部区域为其水龄低值区,湾内中部及湾口南部区域,平均水龄在200天左右(如枯季平均为205天),湾顶区域,水龄较大,枯季期间,该区域平均水龄为350天。四种不同水动力条件下,由于典型强潮河口的混合作用,湾内中部、湾顶区的长江冲淡水水龄垂向分布均匀；湾口北部区域,受径流影响,小潮期间水龄出现分层现象,底层水龄高于表层；湾口南部区域,受潮流影响,小潮期间长江冲淡水底层水龄略低于表层。(3)杭州湾内,钱塘江淡水水龄分布的主要特征为：自湾顶向外海区域,水龄不断增大,至湾口的芦潮港处,水龄可高达400天。乍浦及其上游区域(经度121.10以西),钱塘江淡水水龄与钱塘江径流量呈负相关。四种不同水动力条件下,由于典型强潮河口的混合作用,杭州湾湾口北部、湾内中部、湾顶区域的钱塘江淡水水龄垂向分布均匀；湾口南部区域,受岛群影响,小潮期间水龄分布出现分层现象,底层水龄高于表层。(4)杭州湾湾口南、北两代表性控制区的滞留时间分布特性主要表现为：湾口北部控制区内,滞留时间受长江径流影响明显,当流量约28000m3/s(洪季期间)时,滞留时间在0至18天范围内；当径流为10000m3/s(枯季期间)时,滞留时间在12至32天范围内。湾口南部控制区内,滞留时间受潮流影响,大潮期间的滞留时间小于当月小潮期间0.5至6.5天。大、小潮期间(以6月为例),滞留时间分布均呈现西高东低现象(6至26天),即越靠近外海,水体滞留时间越短。该现象主要由于涨落潮作用,水体向外海方向运动导致。
【关键词】：杭州湾 ROMS CART 水龄 滞留时间
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P343.5;X143;P731.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1. 绪论11-16
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 水龄、滞留时间研究现状12-13
• 1.2.2 杭州湾研究现状13-14
• 1.3 本文研究工作14-16
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 创新点15
• 1.3.3 章节安排15-16
• 2. 海湾水动力与水质数值模型16-27
• 2.1 ROMS模型16-19
• 2.1.1 模型控制方程16-17
• 2.1.2 边界条件17-18
• 2.1.3 坐标系间的转换18-19
• 2.1.4 离散方法19
• 2.2 CART模型19-25
• 2.2.1 水龄19-24
• 2.2.2 滞留时间24-25
• 2.3 本章小结25-27
• 3. 杭州湾区域模型构建与验证27-33
• 3.1 研究区域及模型设置27-28
• 3.2 模型验证28-32
• 3.2.1 潮位验证28-29
• 3.2.2 潮流验证29-31
• 3.2.3 盐度验证31
• 3.2.4 余流分析31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 4. 杭州湾水动力特性数值研究33-40
• 4.1 潮位33
• 4.2 潮流33-36
• 4.3 余流36-38
• 4.4 盐度38-39
• 4.5 本章小结39-40
• 5. 杭州湾内长江冲淡水、钱塘江淡水水龄特性计算分析40-53
• 5.1 杭州湾内长江冲淡水、钱塘江淡水浓度40-43
• 5.1.1 杭州湾内长江冲淡水浓度40-41
• 5.1.2 杭州湾内钱塘江淡水浓度41-43
• 5.2 杭州湾内长江冲淡水、钱塘江淡水水龄43-51
• 5.2.1 杭州湾内长江冲淡水水龄43-47
• 5.2.2 杭州湾内钱塘江淡水水龄47-50
• 5.2.3 杭州湾内长江冲淡水、钱塘江淡水水龄比较50-51
• 5.3 本章小结51-53
• 6. 杭州湾湾口南、北控制区滞留时间特性计算分析53-61
• 6.1 滞留时间计算方法53-55
• 6.2 滞留时间计算结果55-60
• 6.2.1 杭州湾湾口北部区域滞留时间55-58
• 6.2.2 杭州湾湾口南部区域滞留时间58-60
• 6.3 本章小结60-61
• 7. 总结与展望61-64
• 7.1 总结61-62
• 7.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 作者简历68

【参考文献】

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本文编号：298968