杭州湾_长江口余流及其物质输运作用的模拟研究__杭州湾_长江口三维联合模型
FVCOM在长江口水动力数值模拟中的应用
FVCOM在长江口水动力数值模拟中的应用李春良;倪晓雯;梅国永【摘要】本文以“大江河口湿地演变退化的评价体系”项目为背景,应用FVCOM 潮流及形态动力学模型建立长江口三维潮流数值计算模型,建立了包括长江口、杭州湾及邻近海域大范围的三维潮流数值模型,基于Linux平台下的并行计算使得变尺度大范围河口地区的模拟效率得到了很大的提高.运用实测潮位、流速、流向对模型的相似性进行验证,计算验证结果与实测值比较吻合,模拟流场能够比较好的反映长江口地区往复流场和口外区域顺时针旋转流特征,可以用于长江口潮流的进一步研究.【期刊名称】《港工技术》【年(卷),期】2016(053)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】长江河口区;潮流界;三维;数值模拟【作者】李春良;倪晓雯;梅国永【作者单位】山东省交通规划设计院,山东济南250031;山东省建筑科学研究院,山东济南250031;山东省建筑科学研究院,山东济南250031【正文语种】中文【中图分类】TV148+.51.1 概况长江口是长江在东海入海口的一段水域，属于较为典型的潮汐河口，潮区界位于安徽省铜陵市和芜湖市之间，距离长江河口约640 km，潮流界在江苏省江阴市以下，长度约240 km。
按照河口地区潮流潮汐特征，通常把上自安徽省铜陵市大通镇，下至水下三角洲地区前缘（约东经123°）的河段称为河口区［1］。
在徐六经以下，由于科氏力的作用，落潮流偏向南、涨潮流偏向北的现象较为明显，长江在崇明岛西侧被分为南支和北支，在吴淞口以下南支又被长兴岛和横沙岛分为两支，即南港和北港，南港又因为九段沙的分割分为南槽和北槽，河槽自西往东呈现较有规律的分叉。
最终南、北支，南、北港，南、北槽呈三级分汊、四口入海的格局［2］（图1）。
1.2 潮汐与潮流长江河口地区属于不正规浅海半日潮，潮汐现象主要受外海的潮流潮波影响，潮汐日不等现象较为显著［2］。
潮波进入长江河口地区后，受到岸滩、河底河床抬高和上游径流等因素的影响，潮波在上游的变形要大于下游，上游潮位要高于下游，上游潮差要小于下游，越往上游涨潮历时逐步缩短，落潮历时相应逐步延长［3］。
长江口三维悬沙数值模拟研究
长江口三维悬沙数值模拟研究
长江口位于我国长江三角洲经济区，是海陆联运的重要通道，但其深水航道建设目前仍受到泥沙淤积的影响。
为了更好地开发整治长江口航道，全面系统地研究其泥沙输运规律具有十分重要的现实意义。
本文在考虑多种因素对长江口细颗粒泥沙沉降速度影响的基础上，基于FVCOM建立了理想河口与长江口水流、盐度、悬沙运动的三维模型，并对理想河口和长江口洪枯季泥沙运动和分布情况进行了模拟分析，具体内容和结论如下：1、通过总结前人有关粘性细颗粒泥沙沉降速度的研究成果，提出了考虑含沙浓度、水流紊动、盐度三因素影响的沉速公式，并将该公式加入到FVCOM三维水动力泥沙模型中。
2、利用建立的模型对理想河口水动力、盐度、悬沙进行数值模拟，并从平面和纵剖面分析了理想河口水流运动、盐度分布与运动、悬沙运动时空变化以及盐度对悬沙运动的影响。
3、利用洪季、枯季长江口实测资料对水动力、盐度、泥沙模型的模拟结果进行验证，结果表明本文建立的模型能够较好地反映长江口水动力、盐度场、悬沙场变化规律。
4、依据长江口洪枯季水动力、盐度、悬沙的数值模拟结果：长江口枯季时盐度等值线总体分布与洪季相同，但枯季较洪季盐水上溯距离更远。
枯季的悬沙浓度明显小于洪季悬沙浓度，浑浊带中心明显向上游移动。
在模型中考虑盐度和不考虑盐度对沉速影响模拟结果相比，悬沙分布总体趋势一致，表层悬沙浓度与不考虑盐度时接近，但底层悬沙浓度比不考虑盐度明显增大。
盐度对悬沙的分布和运动有着比较显著的影响，考虑盐度时的模拟结果与实际悬沙浓度分布情况更为接近。
长江口及杭州湾泥沙输运研究
长江口及杭州湾泥沙输运研究【摘要】：本文就国内外泥沙数值模拟研究的历史和现状，特别是长江口及杭州湾海域的泥沙研究进行回顾，在前人工作的基础上针对长江口及杭州湾的实际工程需求和科学问题提出了三个有待深入研究的颗题：深水航道工程风暴回淤研究、深水航道治理二期工程后航道在W23段过度淤积问题以及长江口、杭州湾这两大河口作为统一系统的泥沙数值模拟研究。
主要工作简述如下：1、论文首先改进和优化了华东师范大学河口海岸国家重点实验室的长江口南港冲淤预测模型系统。
通过建立底床泥沙起动分层模型，使底沙输运计算更加合理，同时为方便模型的使用将台风场、波浪场、流场、盐度场、全沙场等各子模型进行集成和嵌套。
利用改进后的模型系统对近五年影响长江口主要台风引起北槽航道冲淤变化逐个进行后报检验与分析，进一步率定了模型中的有关参数，深化了对长江口北槽航道风暴冲淤的认识，大大提高了长江口北槽航道风暴冲淤的预测精度。
通过这一工作得到以下结论：台风过程均能不同程度地引起航道内淤积；航道自然回淤量(不受风暴和工程等影响)呈现大小潮规律的变化；航道总淤积量除受台风过程影响外，还受大小潮汛、滩地泥沙供给、水深地形、整治工程以及疏浚抛泥等多种因子影响，为各因素共同作用的结果。
2、利用长江口南港冲淤预测模型系统从工程前后流场、泥沙场和滩槽地形变化三方面对深水航道二期整治工程后航道在W23段过度淤积问题展开初步成因分析。
通过实测数据资料的整理分析和数值模拟，发现二期工程后，由于北槽下段的整治建筑物工程已经完成，所以航道上段至下段水面比降减小，使得航道上中段之间即W23的流速减弱，流向与航槽夹角变大；从工程前后的泥沙场变化总的趋势来讲，由于双导堤对两边浅滩起拦沙作用，泥沙来源得到控制，因此悬沙浓度呈减小趋势；但二期工程后含沙量相对高值区出现在航道中上段即W23段，同时利用通量分析方法计算悬沙的输运能力，发现二期后航道中部悬沙输运能力跟以前相比减弱，即悬沙向下游输移的少，有在本区段增加淤积的趋势；底沙的模拟结果也显示二期后航道中上段的淤积为最强。
杭州湾北部水域污染物扩散输移的数值模拟与分析
杭州湾北部水域污染物扩散输移的数值模拟与分析【摘要】：水体中污染物的扩散输移规律是水环境研究中的一个基础课题。
从水动力场，水质，排污混合区和毒物的分布等多方面系统、全面地研究一个充分混合海湾的污染物扩散输移规律是本文的主要工作。
它不仅在理论上极具研究价值，在人口，自然资源和环境污染的压力，直接冲击社会经济发展和人类生存的今天，如何保护好水环境，发挥大水体的稀释自净能力，特别是充分利用长江口杭州湾水体的稀释扩散能力，为上海城市污水外排的规划决策提供依据。
在这些方面，本论文具有显而易见的现实意义。
文中探讨了国际上著名的以二阶矩紊流闭合模式为主要特征的POM(PrincetonOceanModel)模型在计算水动力场中的应用，给出了Lagrange余流场的分布，讨论了各种水动力因子对Lagrange余流场的影响，并在此基础上，就污染物长期输运的质点漂移轨迹进行了研究。
通过DELW AQ综合水质模型的计算，给出排污混合区分布的定量结果。
同时还在重金属元素含量分布，影响因子等方面进行了初步探讨。
将这样一套较系统、完整的计算分析污染物扩散输移模式对杭州湾水体进行研究，得到的主要认识有：杭州湾M_2分潮的Lagrange余流在长江径流的影响下有利于污染物向湾外的输移；北岸金山以东的水域是污染物搬运能力较强、自净能力较好的水域；风应力的贡献是使表层余流场在大小和方向上明显改变；对应金山站涨急、涨憩、落急和落憩四个不同时刻，杭州湾北岸排污口附近的余流在方向和量值上均有差异，以涨憩最有利于污染物向湾外的输移，涨、落急时次之，落憩时最差；质点漂移结果表明，对输移有利的排污口依次是中港优于星火，星火优于金山。
混合区面积的影响因素不仅是大水体的交换条件，而且受局部水域紊动条件的影响。
根据对河口海湾污染物输移扩散问题的分析计算研究，在理论上深入探讨了充分混合水域污染物扩散输移规律，提出了较系统、完整的分析计算模式，对杭州湾北岸给出了污染物输移条件的不同区划。
长江口杭州湾及邻近海区潮汐潮流场三维数值模拟
文章编号:1000-5641(2001)03-0074-11长江口杭州湾及邻近海区潮汐潮流场三维数值模拟杨陇慧, 朱建荣, 朱首贤(华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海 200062)摘要:把长江河口、杭州湾及邻近海区作为整体,应用三维高分辨率非正交曲线网格河口海洋模式,模拟了4个主要分潮M 2,S 2,K 1,O 1。
在长江口外半日分潮M 2、S 2从东南方向传入长江口和杭州湾,全日分潮K 1,O 1从北向南传播。
这4个分潮的振幅在长江口南支向上游逐渐减小,但因杭州湾和长江口北支呈喇叭状,而向上游逐渐增加。
计算潮差变化过程和实测值基本一致,4个分潮潮位振幅和位相的计算值与验潮站观测值相比,误差大部分在10%以内。
结合1996年2—3月长江河口现场观测,考虑了径流的作用,三维数值模拟了计算域内流场。
结果表明,即使在斜压效应不太明显的口门内,流速在垂直方向存在着明显的差异,上层流速明显大于下层流速;潮流具有不对称性,由于径流的作用,落潮时间明显大于涨潮时间,落潮流大于涨潮流,但在象北支涨潮槽中,涨潮流反而比落潮流大。
模拟出的以上结论与观测结论较为一致。
关键词:长江河口; 杭州湾; 潮汐潮流; 三维数值模拟中图分类号:P736.211 文献标识码:A0 引 言长江是我国第一大河,河口地形复杂,三级分汊四口入海(南支和北支,南槽和北槽,南港和北港),口门附近存在水下沙坝(图1)。
长江河口的动力过程也十分复杂,影响因子有径流、潮流、波浪、密度流等,其中潮汐潮流在这个系统中起着重要作用[1～4]。
长江河口是中等强度的潮汐河口,口外是正规半日潮,口内是非正规半日潮。
南支的潮差范围从口门到上游逐渐减小。
口门附近的中浚测站的多年平均潮差为2.66米,最大值是4.62米。
黄浦江附近的吴淞站潮差是2.21米。
由于北支的河槽呈喇叭状,所以其潮差大于南支,并且由口门向上游逐渐增大。
潮流在口门内作往复运动,在口门外为旋转流。
长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究
Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究林卫青 —2—１ 前言长江口集航运、灌溉、养殖、供水、排污等多种功能于一体。
杭州湾水域水产资源丰富，其中有些是经济价值很高的鱼类，是我国海洋渔业捕捞的重要场所。
近海河口水域还是一些重要经济鱼种的产卵场。
因此，保护好该地区水环境，合理平衡长江口、杭州湾水体各种使用功能，对长江口、杭州湾及毗邻区域的经济可持续发展具有极其重要的战略意义。
国家环保总局２００５年起组织实施“长江口及毗邻海域碧海行动计划”调查与研究工作１～４）。
本研究是长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究Ａｎ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｗａｔｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｆｏｒＹａｎｇｔｚｅ Ｅｓｔｕａｒｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｓｅａ Ｗａｔｅｒｓ林卫青 卢士强 矫吉珍 （上海市环境科学研究院 环境模拟研究中心 ２００２３３）Lin Weiqing Lu Shiqiang Jiao Jizhen (Centre for Environmental Modelling, Shanghai Academy of Environmental Sciences 200233)摘要为系统地实施污染控制和生态保护措施，国家环保总局从２００５年起组织开展“长江口及毗邻海域碧海行动计划”调查与研究工作。
评估行动计划实施效果，开展海域水质和生态动力学模型研究是十分必要的。
在长江口及毗邻海域流场、盐度场、温度场和泥沙场模型的基础上建立了二维水质模型，主要模拟指标为高锰酸盐指数、氨氮、无机氮、无机磷，通过２００５年夏季和秋季实测水质资料进行了模型的验证和率定，确定了污染物的综合降解参数。
利用二维水质模型进行设计水文条件下３３个概化排污口控制污染物的水质响应系数场的模拟计算，为海域容量计算和总量分配奠定了基础。
长江口和杭州湾污染物稀释扩散及交汇数值模拟研究
海洋工程 THE OCEAN ENGINEEＲING
文章编号： 1005-9865（ 2019） 02-0068-08
Vol． 37 No． 2 Mar． 2019
长江口和杭州湾污染物稀释扩散及交汇数值模拟研究
孙志林，杜利华，龚玉萌，郑佳芸，方诗标
（ 浙江大学 海洋学院，浙江 杭州 310058）
进入外海，另一部分经过 6 天扩散至杭州湾水域； 杭州湾金山排放的污染物历时 10 天向上下游扩散约 28 km，同时由北岸向
南扩散约 15 km。在各排污口同时排放 COD 浓度为 100 mg / L 的污水，交汇处 COD 达到相对稳定后，浓度增量约为 1．2 mg / L，
受长江口和杭州湾的影响之比约为 5 ∶ 1。对不同径流量下 COD 稀释扩散进行模拟，得出径流量增大有助于污染物的稀释
河口海岸地区，河流汇入海洋，陆地和海岸交汇，在这里，海水被来自陆地的径流冲淡［1］，河口三角洲是 经济发展的重要区域，也是人类最密集的地方之一。长江口是我国最大的河口，地形复杂，三级分汊四口入 海，与之毗邻的杭州湾，具有潮强、流急等特点，二者有着密切的水沙交换，一直是专家学者研究的重要区域。
扩散。
关键词： 长江口； 杭州湾； 污染物稀释扩散； 交汇； 径流量； 水质模型
中图分类号： P731
文献标志码： A
DOI： 10．16483 / j．issn．1005-9865．2019．02．008
Numerical simulation of contaminant dilution and diffusion and convergence in Yangtze Ｒiver estuary and Hangzhou Bay
长江口、杭州湾及其邻近海域的拉格朗日环流的数值模拟研究的开题报告
长江口、杭州湾及其邻近海域的拉格朗日环流的数值模拟研究的开题报告一、研究背景长江口和杭州湾是中国最重要的海洋经济区之一，这两个区域的潮汐和水流对于沿海的航运、渔政、沿海开发和环境保护等方面都具有重要的影响。
而拉格朗日环流是这两个区域内的重要海洋环流，对于了解这两个区域的海洋环境和动力学非常重要。
因此，本研究旨在通过数值模拟方法研究长江口、杭州湾及其邻近海域的拉格朗日环流。
二、研究内容（1）收集长江口、杭州湾及其邻近海域的海洋环境和物理参数资料，包括水深、风场、地形、水文观测数据等。
（2）建立长江口、杭州湾及其邻近海域的数值模拟模型，采用海洋动力学模型进行数值模拟，并对模型进行验证。
（3）利用数值模拟模型，研究长江口、杭州湾及其邻近海域的拉格朗日环流特征，包括终年环流分布、季节性变化和强度等。
（4）分析长江口、杭州湾及其邻近海域的拉格朗日环流对海洋环境和动力学的影响，包括潮汐、海水温度、海水盐度、水流速度等方面。
三、研究意义（1）对于深入了解长江口、杭州湾及其邻近海域的海洋环境和动力学具有重要意义，为沿海的航运、渔政、沿海开发和环境保护等提供科学依据。
（2）提高长江口、杭州湾及其邻近海域的资源利用效率和环境保护能力，促进沿海经济的可持续发展。
（3）为今后开展更加深入的海洋环境和动力学研究提供经验和基础数据。
四、研究方法（1）收集长江口、杭州湾及其邻近海域的海洋环境和物理参数资料。
（2）建立长江口、杭州湾及其邻近海域的数值模拟模型，采用海洋动力学模型进行数值模拟，并对模型进行验证。
（3）采用数值模拟模型，研究长江口、杭州湾及其邻近海域的拉格朗日环流特征。
（4）采用数值模拟模型，分析长江口、杭州湾及其邻近海域的拉格朗日环流对海洋环境和动力学的影响。
五、预期成果本研究将通过数值模拟方法，深入研究长江口、杭州湾及其邻近海域的拉格朗日环流特征，分析拉格朗日环流对海洋环境和动力学的影响。
预期成果包括：（1）建立长江口、杭州湾及其邻近海域的数值模拟模型。
文献综述-长江口水文、泥沙计算分析
长江口水文、泥沙计算分析文献综述1研究背景河口地区是海陆相互作用最为典型的区域，其水动力条件复杂，如径流、潮汐、波浪、沿岸流以及地转科氏力等作用强烈；人类活动也颇为活跃，其作为经济发展的强势地位集中体现在沿江、沿海等地域优势上。
众所周知，河流泥沙资料是为防治水土流失、减轻泥沙灾害、合理开发水土资源、维护生态平衡等方面的宏观分析与决策研究，以及流域水利水电工程建设规划、设计和水库运用、调度管理等提供科学依据的重要基础工作。
我国属于多河流、广流域的国家，据统计，在我国长达21000多公里的海岸线上，分布着大小不同、类型各异的河口1800多个，其中河流长度在100公里以上的河口有60多个（沈焕庭等，2001）。
长江是我国第一大河，水量丰沛，输沙量大，全长约6300km，流域面积约180万km2，占全国面积的1/5。
其河流长度仅次于尼罗河与亚马孙河，入海水量仅次于亚马孙河与刚果河，均居世界第三位。
据长江大通站资料(1950~2004)，流域平均每年汇集于河道的径流总量达9.00 X 1011m3，并挟带约3. 78 X 108t泥沙(中华人民共和国泥沙公报，2004)，由长江河口的南槽、北槽、北港和北支等四条汉道输送入海。
根据长江口水流动力性质和形态特征，可分为径流段、过渡段、潮流段和口外海滨段。
过渡段是径流与潮流相互消长的河段，它自五峰山镇至徐六径，长约184km。
潮流段是潮流势力逐渐增强，径流势力相对减弱，风浪与风暴潮对河道的影响大增的河段，它自徐六径至河口，长约174km。
口外海滨段是诸多水动力因素非常活跃的场所，又受到海岸、海底等边界条件的制约，水流动力情况比较复杂。
它的大致范围是西起长江口拦门沙前端、东至水下三角洲前缘，南自南汇嘴附近、北达江苏省篙枝港(胡辉，1988；沈焕庭2000，2001；宋兰兰，2002)。
每个典型河段都有其固有的且相互影响的悬移质含沙量分布特性，它们在长江口地貌形态、河口演变过程中扮演着重要角色。
长江口杭州湾及邻近海区潮汐潮流场三维数值模拟
文章编号:1000-5641(2001)03-0074-11长江口杭州湾及邻近海区潮汐潮流场三维数值模拟杨陇慧, 朱建荣, 朱首贤(华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海 200062)摘要:把长江河口、杭州湾及邻近海区作为整体,应用三维高分辨率非正交曲线网格河口海洋模式,模拟了4个主要分潮M 2,S 2,K 1,O 1。
在长江口外半日分潮M 2、S 2从东南方向传入长江口和杭州湾,全日分潮K 1,O 1从北向南传播。
这4个分潮的振幅在长江口南支向上游逐渐减小,但因杭州湾和长江口北支呈喇叭状,而向上游逐渐增加。
计算潮差变化过程和实测值基本一致,4个分潮潮位振幅和位相的计算值与验潮站观测值相比,误差大部分在10%以内。
结合1996年2—3月长江河口现场观测,考虑了径流的作用,三维数值模拟了计算域内流场。
结果表明,即使在斜压效应不太明显的口门内,流速在垂直方向存在着明显的差异,上层流速明显大于下层流速;潮流具有不对称性,由于径流的作用,落潮时间明显大于涨潮时间,落潮流大于涨潮流,但在象北支涨潮槽中,涨潮流反而比落潮流大。
模拟出的以上结论与观测结论较为一致。
关键词:长江河口; 杭州湾; 潮汐潮流; 三维数值模拟中图分类号:P736.211 文献标识码:A0 引 言长江是我国第一大河,河口地形复杂,三级分汊四口入海(南支和北支,南槽和北槽,南港和北港),口门附近存在水下沙坝(图1)。
长江河口的动力过程也十分复杂,影响因子有径流、潮流、波浪、密度流等,其中潮汐潮流在这个系统中起着重要作用[1～4]。
长江河口是中等强度的潮汐河口,口外是正规半日潮,口内是非正规半日潮。
南支的潮差范围从口门到上游逐渐减小。
口门附近的中浚测站的多年平均潮差为2.66米,最大值是4.62米。
黄浦江附近的吴淞站潮差是2.21米。
由于北支的河槽呈喇叭状,所以其潮差大于南支,并且由口门向上游逐渐增大。
潮流在口门内作往复运动,在口门外为旋转流。
长江口水沙运动及三维泥沙模型研究
长江口水沙运动及三维泥沙模型研究【摘要】：河口的泥沙运动是河口最复杂的问题,物理模型、数学模型和原型观测是研究河口泥沙运动最重要研究手段,近几十年来,这三种研究手段都得到了长足的发展。
河工物理模型试验仍然是现在河口工程中越来越重要的研究手段,能用来研究目前许多无法使用数学表达来准确描述泥沙运动过程的问题,如底沙运动、建筑物稳定性等问题。
数学模型正成为研究泥沙问题的重要手段,由于自然界中,泥沙的对流、扩散、沉降、再悬浮,这些现象都是三维的物理过程,所以要准确描述泥沙运动过程,三维泥沙数值模型必然是泥沙研究的发展方向。
原型观测是研究泥沙运动规律的最直接、最有说服力的研究手段,原型观测往往能够观测一些尚未被认识的水流泥沙运动规律。
本文主要采用这三个研究手段研究长江口泥沙运动的一些规律。
长江口滩槽交替,河势极为复杂。
沙头冲刷后退、沙尾淤积下移是长江口沙体运动的普遍形式,底沙运动在此过程中扮演重要角色。
通过现场取样,获得长江口南支、南北港的底沙资料,并且通过水槽试验选择合适模型沙,在完成水流验证的物理模型上系统地研究了长江口南支、南北港分汉口各沙体头部和主要河槽泥沙输移路径和淤积位置。
结果表明南北港分汉口三个沙体冲刷下泄的泥沙,大部分进入南港,只有中央沙北侧和新浏河沙北侧少部分泥沙进入北港。
沙体冲刷下泄泥沙对南港影响比对北港影响大。
新浏河沙冲刷下泄泥沙对南港影响最大,接下来依次为中央沙和新浏河沙包。
南北港分汉口的六条分流通道：宝山南、北水道、南沙头通道冲刷下泄泥沙进入南港,另外三条通道冲刷下泄泥沙进入北港。
南沙头通道下泄泥沙对南港影响最大,接下来依次为宝山北水道、宝山南水道,分流北港的三条通道基本不对南港造成影响。
中子活化示踪是一种高灵敏度、适用范围广、对环境无污染、能真实模拟天然沙运动的一种泥沙运动观测方法。
通过中子活化示踪沙技术对拟选抛泥区的泥沙运移扩散规律进行现场试验研究,研究发现在北槽S7-S8丁坝之间航道南侧拟选抛泥区示踪砂的运移扩散方向在导堤内基本上与航道平行,近似呈长带形分布,出导堤后示踪沙向东南方向运移。
杭州湾内台风浪模拟研究
杭州湾内台风浪模拟研究
郑立松;余锡平
【期刊名称】《南水北调与水利科技》
【年(卷),期】2010(008)003
【摘要】杭州湾自然地理条件特殊、社会经济发达,研究杭州湾内台风浪特征对该地区的防灾减灾具有重要的现实意义.现选用藤田台风模型模拟台风场,采用基于动谱能量平衡方程的SWAN模型模拟台风浪,计算了台风Winnie过程中杭州湾内的波浪情况.通过分析台风过程中不同时刻杭州湾内波高分布图,得到波高的空间分布变化规律;并将波高数据进行回归分析,得到了杭州湾内波高与风速和水深的相关关系.
【总页数】3页(P128-130)
【作者】郑立松;余锡平
【作者单位】清华大学,水利水电工程系,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京,100084;清华大学,水利水电工程系,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TV148
【相关文献】
1.杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究I.杭州湾、长江口三维联合模型 [J], 史峰岩;朱首贤;朱建荣;丁平兴
2.1105号台风“米雷”台风浪模拟研究 [J], 刘寒;郑崇伟;林刚;孙岩;李靖
3.基于热带风暴“三巴”的台风浪数值模拟研究 [J], 潘锡山;韩雪;陈飞宇;时珉;李春辉;刘明
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5.南中国海台风浪数值模拟研究——以台风“珍珠”为例 [J], 赵红军;宋志尧;徐福敏;程晨
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长江口北槽深水航道水沙输运特征三维数值模拟
长江口北槽深水航道水沙输运特征三维数值模拟曹慧江;王大伟;郭超硕【摘要】Based on hydrological observation data in the North Passage of the Yangtze River,we apply three-dimensional numerical model to simulate saline wedge,water current,and sediment transportation.The results show that obvious differences exist between the sediment of surface and bottom layer,and the distribution of sediment is unevenvertically.Sediment is more likely to concentrate in the middle North Passage,due to saline wedge.At the same time, the distance from the upper North Passage to open seas is so long, that sediment could hardly be transported out of the North Passage during an ebb-tidal duration, which greatly increases the possibility for the sediment to transport cross the waterway.Especially, high-concentration sediment often silts in waterway when current changes direction with low velocity and long duration in the middle and lower North Passage.Even after the sediment is transported out of the North Passage,rotary current may carry part of the sediment back to the North Passage through Jiuduansha wetland and south jetty.This transport pattern happens repeatedly,which contributes to high sediment concentration in the North Passage.%基于长江口北槽实测水文观测资料,利用三维水流泥沙数学模型对北槽内盐水楔、水流及泥沙输运特征等进行模拟分析.结果表明:北槽中段泥沙表、底层差异明显,垂向分布不均匀,受盐水楔影响,泥沙更容易在中段聚集;泥沙北槽内输运距离较长,1个落潮过程难以输出北槽,在反复输移中跨越航槽几率大大增加,尤其北槽中下段涨转落低流速时段较长,底部含沙量较高,易形成航道回淤;输出北槽的部分泥沙水体可能在旋转流作用下经九段沙及南导堤重新回到北槽,累积循环,成为北槽内含沙量较高的重要原因.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】8页(P69-76)【关键词】三维数学模型;航道;长江口;悬沙输移特性【作者】曹慧江;王大伟;郭超硕【作者单位】中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海200120;中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海200120;中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海200120【正文语种】中文【中图分类】TV142;U612.3长江口是丰水多沙、中等强度的潮汐河口，口门附近发育有巨大的拦门沙系，自1998年起分阶段实施了长江口深水航道工程。
ECOM模式的改进及在长江河口_杭州湾及邻近海区的应用
第34卷 第4期海 洋 与 湖 沼V ol134,N o14 2003年7月OCE ANO LOGI A ET LI MNO LOGI A SI NIC A July,2003 ECOM模式的改进及在长江河口、杭州湾及邻近海区的应用3朱建荣 朱首贤(华东师范大学河口海岸国家重点实验室 上海 200062)提要 基于原正交E C O M(Estuarine C oastal and Ocean M odel)模式,把它改进为非正交曲线坐标系下模式,以较好地拟合河口海岸岸线的变化,有效提高局部空间分辨率,提高计算速度和精度;应用预估修正法提高模式的稳定性;扣除局域平均密度层结提高σ坐标系下斜压压强梯度力的计算精度;采用Euler2Lagrange方法改进物质输运方程中的平流项计算方法。
数值试验结果证明以上4种方法有效地提高了模式的计算精度。
把改进的模式应用于长江河口、杭州湾及邻近海区,模拟结果与观测资料较为一致。
改进后的模式可更好地应用于河口海岸的研究中。
关键词 模式改进,非正交曲线坐标,预估修正法,Euler2Lagrange方法,长江河口和杭州湾中图分类号 P73112EC OM是当今国内外应用较为广泛的海洋模式,它是在POM(Princeton Ocean M odel)的基础上发展起来的(Blumberg et al,1987)。
EC OM模式采用基于静力和Boussinesq近似下的海洋原始方程,水平正交曲线网格,垂向σ坐标,变量空间配置Arakawa C格式,自由海表面,215阶湍流闭合模型求解垂向湍流粘滞和扩散系数(Mellor et al,1974,1982;G alperin et al,1988);水平湍流粘滞和扩散系数基于Smag orinsky参数化方法(Smag orinsky, 1963)。
EC OM已得到了广泛的应用,但在研究河口海岸时,为提高局部空间分辨率和计算精度,网格线需要拟合岸线,曲线网格的正交性就较难充分满足,这就需要引入非正交坐标系,以解决拟合岸线和提高网格正交性之间的矛盾。
杭州湾沉积物宏观输运的数值模拟
摘要： 用 Delft3D 模拟了杭州湾水动力和 粘 性 沉 积 物 输 运 过 程， 探讨了沉积物宏观输运和地貌演变的物理机 假设底质均一， 不考虑粘性沉积物的底部固结作用， 建立杭州湾粘性沉积物输运的数值模 制 。 忽略波浪作用， 型 。 计算结果显示， 模型能够反映杭州湾沉积物输运的宏观规律， 再现了杭州 湾 悬 沙 浓 度 分 布“三 高 两 低 ” 的 特征 、 水体和沉积物“北进南出 ” 的输运格局以 及 杭 州 湾 总 体 上 受 控 于 淤 积 的 地 貌 演 变 过 程 。 杭 州 湾 的 沉 积 该区潮波自东南向西北的传播方向、 舟山群岛对 物输运主要受浅水分潮潮波变形引起的潮汐不对称性控 制， 涨潮流的阻隔效应 、 杭州湾喇叭形态的约束作用 等 因 素 造 成“北 进 南 出 ” 的 水 沙 输 运 特 征。杭 州 湾 与 欧 洲 斯 凯尔特河口狭长型的河口的沉积物输运路径有明显差异 。 关键词： 潮汐不对称； 沉积物输运； 数值模拟； 杭州湾 中图分类号： TV148 文献标识码： A 155X （ 2012 ） 03005106 文章编号： 0468-
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2 98. 5km ， 湾顶澉浦断面宽 19. 4km ， 海湾 水 域 面 积 4 800km 。 杭 州 湾 水 深 较 浅， 平 均 水 深 10m 左 右 。注 8 3 甬 江， 每 年 三 江 入 海 总 水 量 444 × 10 m ， 其中钱塘江为 入杭州湾的河流有 钱 塘 江 和 其 支 流 曹 娥 江 、 4 ［5］ 373 × 10 8 m 3 ， 钱塘江和曹娥江年输沙总 量 为 786 × 10 t 。湾 口 北 部 与 长 江 口 相 毗 连， 长江口年均径流 3 8 ［6］ ， 量为 925km ， 年均输沙量为 4. 8 × 10 t ， 其 中 一 部 分 向 南 扩 散 进 入 杭 州 湾 。杭 州 湾 海 区 以 半 日 潮 波
长江口
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• 针对于河口区的模拟,目前国际上使用较广泛的河口海洋数值模型有: • POM模型(Princeton ocean Model):即美国的普林斯顿海洋模型,20世纪 70年代由Blumberg&Mellor发展起来,并在许多学者的共同努力下不断完 善,可被应用于河口、沿岸区域和大洋。它是一个垂向采用。坐标的三 维斜压陆架浅海模式,基于静力和Boussinesq近似的原始方程组之上的 海洋模型,包含一个2.5阶紊流闭合子模型,能给出随流速变化的紊动系数 。POM模型的主要特点是:垂直方向采用σ 坐标,因而可以方便地引入大 陆架地形;在确定垂向紊流钻性和扩散系数时,采用2.5阶紊流动能(TKE) 闭合方法,因而垂直差分为隐式,消除时间对垂直坐标的限制,可使海洋上 、下边界层的分辨率提高而保持计算稳定;在海面无刚盖近似;为了节省 计算时间和增加模式的计算稳定性,POM将海流的正压模和斜压模分离, 采用不同的时间步长,外模为二维,时间步长较短,内模为三维,时间步长较 长。在水平方向,POM采用Arakawa C 型交错网格系统。在垂直方向,紊 流能量方程、垂直扩散交换系数和垂直速度w与温度、盐度和海流场交 错设置。水平坐标系统可选择,既可为曲线正交坐标,也可为经纬度坐标 。
• 国内在海洋数值模型上与国际的差距较明显, 缺少自己研制的在国际上有影响力的数值模 型,多使用国外的开放模式,但在实际问题中 给出原因和改进的不多,虽有很多学者也在致 力于开发自己的模型,但公开较少。1研究背景及意义
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国内外研究现状 模型应用举例
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展望
长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究
模拟指标： 第1类指标为富营养化控制指标, 包括溶解性无机氮( DIN ) 和溶解 性无机磷( DIP )。第2类指标为有 机物污染指标, 为高锰酸盐 ( CODMn ) 和氨氮( NH3-N )。
长江口三维水流模拟
长江口三维水流模拟
刘子龙
【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1996(000)005
【摘要】长江口三维水流模拟刘子龙（福建省电力工程局福州３５００００）王船海李光炽程文辉周晶晏（河海大学水文水资源及环境学院南京２１００９８）本文对长江口三维水流计算．采用平面正交曲线坐标变换，垂向采用无量纲化变换，将整个计算区域变换成固定的规则区域，然后选择...
【总页数】1页(P108)
【作者】刘子龙
【作者单位】福建省电力工程局;河海大学水文水资源及环境学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV133
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长江口、杭州湾及其邻近海区Lagrange环流的数值模拟研究Ⅰ——正压环流
长江口、杭州湾及其邻近海区Lagrange环流的数值模拟研究Ⅰ——正压环流邹涛;高会旺;孙文心;刘哲【期刊名称】《中国海洋大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(039)001【摘要】将长江口、杭州湾及其邻近海域作为研究整体,建立该海区的三维Lagrange正压环流的分阶数值模式,综合考虑径流、东中国海背景环流、风应力和M2,S2,O1,K1 4大天文分潮的综合作用,运用"流速分解法"将环流分为正压梯度流、风生流、潮致余流及零阶环流的非线性耦合流等4个分量,模拟了冬夏两季长江口、杭州湾及其邻近海区的Lagrange正压环流结构.结果表明,零阶环流受东中国海背景环流控制;潮致余流是该海区一个重要分量;杭州湾内正压环流主要由风生流和潮致余流控制.【总页数】7页(P153-159)【作者】邹涛;高会旺;孙文心;刘哲【作者单位】中国海洋大学海洋境与生态教育部重点实验室,山东,青岛,266100;中国海洋大学海洋境与生态教育部重点实验室,山东,青岛,266100;中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室,山东,青岛,266100;中国海洋大学海洋境与生态教育部重点实验室,山东,青岛,266100【正文语种】中文【中图分类】P731.21【相关文献】1.长江口杭州湾及邻近海区潮汐潮流场三维数值模拟 [J], 杨陇慧;朱建荣;朱首贤2.长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究Ⅳ盐度结构 [J], 刘兴泉;侯一筠;尹宝树;杨德周3.长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究Ⅲ温度结构 [J], 刘兴泉;侯一筠;尹宝树;杨德周4.长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究Ⅰ.定解条件与研究方案 [J], 刘兴泉;尹宝树;侯一筠5.长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究Ⅱ.环流的基本特征 [J], 刘兴泉;尹宝树;侯一筠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。