海平面上升对珠江口风暴潮增水和波浪的影响研究

发布时间：2020-10-26 02:55

　　 海平面上升作为世界性的环境问题,影响因素包括人类活动和气候变化。受冰川融化和因气候变暖导致的海洋热膨胀的影响,过去100年海平面上升10-25厘米,且呈加速上升趋势。珠江口在北回归线以南,气候全年温暖潮湿,由8大口门组成,径流汇入南海。其作为中国人口经济发展的重要区域,同时也是我国沿海风暴潮脆弱区之一,分析海平面上升对该地区风暴潮增水和波浪影响尤为重要。本文建立了ADCIRC+SWAN高精度波流耦合模型,考虑径流和潮汐动力作用,研究了海平面上升及海平面上升和台风强度增强共同作用对珠江口风暴潮增水和波浪的影响。论文主要内容和结论如下：1.建立ADCIRC模型模拟了珠江口的潮波,并与实测站点对比,结果显示模型的计算值与实测值的高低潮位和相位均吻合较好。同时结合Jelesnianski风场模型,建立ADCIRC+SWAN波流耦合模型,模拟台风期间的风暴潮与台风浪,模拟结果与实测结果吻合较好,这说明模型的潮边界,糙率数值均设置合理,可以进一步分析海平面上升对该区域的影响。2.研究海平面上升0.5米和1米对珠江口风暴潮增水极值和波浪的影响。从结果可以看出,海平面上升导致的增水极值改变量近岸区域大于外海区域,增水极值差值空间分布不一致。海平面上升对近岸有效波高改变量比外海区域要显著,有效波高差值受风速和水深的影响,随海平面上升幅度增加,有效波高极值改变量也随之增加。3.基于ADCIRC+SWAN波流耦合模型,分析台风强度增加对风暴潮增水极值的影响。本文选用的台风为0814号“黑格比”台风和0313号“杜鹃”台风,从结果可以看出,台风强度增强对外海海域的风暴潮极值水位影响不大,对近岸浅水区域的影响较大。台风强度对近岸海域的波高极值有不同程度的影响,且台风强度增幅越大,有效波高极值增幅也越大。4.同时综合考虑海平面上升和台风强度增强的共同作用对珠江口风暴潮增水极值和波浪的影响,分析未来100年珠江口沿海区域面临的威胁。海平面上升和台风强度增大均对珠江口近岸波高有促进作用,两者共同作用对珠江口沿岸区域人类生命财产安全产生巨大威胁,应采取相应的防范措施。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P731.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 海平面变化研究综述
        1.2.2 风暴潮研究综述
        1.2.3 海平面上升对风暴潮影响研究综述
    1.3 论文研究内容及意义
第二章 模型理论
    2.1 风暴潮模型
        2.1.1 ADCIRC简介
        2.1.2 ADCIRC控制方程
    2.2 波浪模型
        2.2.1 SWAN简介
        2.2.2 SWAN控制方程
    2.3 波流耦合模型
        2.3.1 模式介绍
        2.3.2 波流耦合模型建立思路
第三章 珠江口潮波模型建立及验证
    3.1 模型的建立
        3.1.1 计算区域
        3.1.2 ADCIRC模型的基本设置
    3.2 模型的潮位验证
第四章 珠江口风暴潮模型建立及验证
    4.1 台风的选取
    4.2 台风模型
        4.2.1 最大风速半径
        4.2.2 台风气压场
        4.2.3 台风风场
    4.3 台风验证
    4.4 风暴潮模型建立及验证
        4.4.1 风暴潮模型建立
        4.4.2 ADCIRC模型设置
        4.4.3 SWAN模型设置
        4.4.4 风暴潮增水计算和验证
        4.4.5 波浪计算和验证
    4.5 辐射应力对增水的影响
    4.6 本章小结
第五章 海平面上升的影响
    5.1 珠江口海平面上升概况
    5.2 海平面上升对珠江口风暴潮的影响
        5.2.1 “黑格比”模拟结果分析
        5.2.2 “杜鹃”模拟结果分析
    5.3 海平面上升对珠江口有效波高的影响
        5.3.1 “黑格比”模拟结果分析
        5.3.2 “杜鹃”模拟结果分析
    5.4 海平面上升对代表性站点的影响
    5.5 本章小结
第六章 海平面上升和台风强度增强共同作用对风暴潮的影响
    6.1 气温升高对台风强度的影响
    6.2 台风强度增大对风暴潮极值水位的影响
        6.2.1 “黑格比”模拟结果分析
        6.2.2 “杜鹃”模拟结果分析
    6.3 台风强度增大对风暴潮极值有效波高的影响
        6.3.1 “黑格比”模拟结果分析
        6.3.2 “杜鹃”模拟结果分析
    6.4 海平面上升和台风强度增大共同作用对风暴潮极值水位的影响
        6.4.1 “黑格比”模拟结果分析
        6.4.2 “杜鹃”模拟结果分析
    6.5 海平面上升和台风强度增大共同作用对有效波高的影响
        6.5.1 “黑格比”模拟结果分析
        6.5.2 “杜鹃”模拟结果分析
    6.6 代表性站点变化分析
    6.7 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介

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本文编号：2856380