辽东湾顶太-葵管道路由区潮流场三维数值模拟

辽河油田太-葵管道路由区位于辽东湾顶潮汐水道区,研究利用普林斯顿大学的河口、陆架和海洋模式(ECOM),考虑M2、S2、K1、O1四个主要分潮的影响,对辽东湾顶三维潮流场进行数值模拟,并着重对太-葵管道路由区进行动力分析。潮位和潮流的验证表明,该文建立的模型可以较好地用于辽东湾顶流场的预报模拟,为将来工程建设对海洋生态环境影响、保证海上工程的安全等研究奠定基础。     

龙口湾的潮汐特征分析

根据龙口港验潮站的长期潮位资料和龙口湾内３个临时测站的短期验潮资料（２个站１个月，１个站ｌａ），对该区的潮汐特征、工程水位及暴潮增水等作了具体分析。     

基于余水位订正的海洋潮位推算关键技术研究

从分潮数目选择、调和常数稳定性优化两个关键环节入手,选择11个主要分潮用于潮位推算,并利用邻近长期站对中短期验潮站调和常数做差比订正,显著提高了中短期验潮站的潮位推算精度。     

中国沿海GPS站用于潮波系数提取分析

首先给出了基于GNSS-MR技术提取潮波系数的原理与方法,然后利用布设在浙江省石浦港验潮室屋顶的GPS站DSPU实测数据对潮波系数进行了提取,并与验潮站实测潮位调和分析结果进行了对比分析。实验结果表明GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位值吻合较好,相关系数优于0.97;GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位获取的潮波系数基本一致,除M2、S2外其它差异较小。两者获取的潮波系数差异主要因为DSPU测站观测环境极大地影响了GPS-MR提取潮位精度。沿海GNSS站用于潮位监测和潮波系数提取,将进一步拓展沿海GNSS监测站的应用领域,在一定程度上可弥补验潮站的不足。     

坎门站台风风暴潮特征分析

坎门站是我国历史最悠久的验潮站,是浙江省主要验潮站之一。本文统计了历年22个对浙江影响较大的、强度较强的台风,通过对坎门站的风暴增水特征的分析,发现该站的增水有较强的规律性。特别是最大风暴增水和天文高潮位基本上是相重合的,约占统计个例中的77%。     

港外水域虚拟验潮站水位推算研究

港口航道图测绘期间出于潮位控制的需要,除了利用长期验潮站外需要另设其他短期/临时验潮站。如何深入利用常设短期验潮站积累的历史水位资料以有效减少验潮工作量,已成为海洋测绘实践需解决的现实课题。基于港口长期验潮站与常设短期验潮站的历史同步实测水位资料,采用潮汐差分订正与余水位传递技术,实现了一种精度可靠的港外水域虚拟验潮站水位恢复方法。归纳了港口短期验潮站进行潮汐差分订正的适用条件,列出了采用该种虚拟水位技术恢复水位方法的计算步骤。实例验证及精度评估表明,经潮汐差分订正后的虚拟验潮站采用“天文潮位+邻近验潮站传递余水位法”恢复水位的推算精度,可以满足相关技术规范要求。     

一种新型井外水尺在沿海验潮站的应用

井外水尺是验潮站潮位观测的重要基础设施,是验潮站不可缺少的组成部分,它被认为是最准确的潮位测量设备,可用于验潮站水位计的校核使用,也可用于判断验潮井是否堵塞。常规设置的井外水尺方式经常受自然环境及人为因素等影响,造成水尺容易损坏及使用寿命短,对验潮站运行管理工作造成一定影响。针对井外水尺存在的这些问题,创新设计一种新型井外水尺,从该井外水尺的材料、设计及安装等方面提出这些问题的处理措施,解决了井外水尺存在的易腐蚀、易损坏,使用寿命短及维护工作量大等问题,满足了验潮站业务化运行需要,具有良好推广效用。     

青岛胶州湾大桥建设对周边海域水动力环境影响的数值研究

应用MIKE21建立胶州湾平面二维潮流模型,对青岛胶州湾大桥建设前后胶州湾内的潮流场进行数值模拟,探讨了青岛胶州湾大桥建设对周边海域的潮位、潮流、潮通量等水动力环境的影响。通过胶州湾大桥两侧的连续实测海流、潮位资料与模拟结果进行比较,可以看出两者趋势基本符合,说明该模型能够较精确地反映胶州湾大桥建设前后的潮流场分布情况。计算结果表明,大桥的建设具有一定的阻流作用并减小了过水断面,从而对周边海域的水动力环境产生一定的影响,但对胶州湾整体潮流场改变较小,影响范围限于桥位南北1.5km范围内。     

基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法研究

本文研究并提出了一种基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法。该方法通过对数值模拟的天文潮位进行改正,结合残差改正获得特定站的潮位数据。结合实际资料,将基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法与传统的水位改正方法(时差法和最小二乘潮位拟合法)进行了比较,新方法改正的精度明显高于传统方法,显示其在地形变化较为复杂海域进行水位改正的可行性与独特优势。该方法可以在海洋测绘中减少短期验潮站的布设,用于潮位序列缺失的修补。     

平均高潮位记录分析淤泥质海岸的相对海面变化--以江苏淤泥质海岸为例

在研究相对海面变化时,常常用实测潮位记录来分析相对海面的变化速率。淤泥质海岸的验潮站多设在入海河流的闸F。由于拦门沙发育等因素的影响,闸下测到的潮位不能准确反映低潮时的潮位变化,因此常常采用平均高潮位记录来分析相对海面的变化。本文通过对平均高潮位、平均潮位和平均海平面之间关系的统计分析,得出平均高潮位与平均潮位以及平均海平面变化速率之间的关系。并对江苏沿海6个验潮站33a的潮位记录进行分析,得出江苏沿海此期间的相对海面变化速率为0．29～1.00cm／a。     

广东红海湾海流季节性特征分析

基于2017年春季和冬季的海流资料分析了红海湾海区海流特征、潮流状况、涨落潮流特性、余流特征及表层漂流特征。研究海域共布设3个临时潮位观测站和11个全潮水文观测站。根据流速、流向过程曲线和潮位过程曲线的关系,得出涨(落)潮流速最大的时刻和最小流速发生时刻与潮位关系并非固定在高(低)潮时或半潮面左右,由此看出,研究海域的潮波介于驻波与前进波之间,属于不规则半日潮流主导的海域。研究海域中大部分站位潮流属于往复流,少数站位潮流运动具有一定的旋转性,平均涨潮流速最大为7 cm/s,平均退潮流速最大为14 cm/s。春季大潮期和中潮期各站余流流向整体为偏东向,小潮期,除少数测站余流流向偏向南东向,其余测站余流流向偏西向;冬季大潮期和中潮期各站余流流向整体为偏西向,小潮期,湾西侧余流流向偏西向,湾东侧余流流向偏南东向。垂向上各层余流流速由表至底逐渐减小,流向基本一致。     

大亚湾和大鹏湾两个相邻海湾潮波浅水变形的异同分析

利用实测资料分析重构了大亚湾和大鹏湾潮汐水位“双峰”现象,确定了浅水分潮的异常增长是潮位“双峰”现象的主要成因,其中四分之一日分潮和六分之一日分潮起着至关重要的作用。通过SCHISM模型构建大亚湾和大鹏湾附近海域高分辨率水动力模型,模拟结果表明近岸海域,在大亚湾以东,潮汐类型为不规则全日潮,以西为不规则半日潮,在两个海湾内均为不规则半日潮;研究海域的潮流均表现为不规则半日潮流。四分之一日分潮和六分之一日分潮在大亚湾和大鹏湾的不同变形过程是造成两个相邻海湾水文差异的直接原因。通过构建不同底摩擦强度、消除水底地形以及改变海湾水深的数值实验研究表明,分潮传播方向与水深变浅方向是否一致,是导致两个海湾潮波浅水变形不同的根本原因。     

潮汐驱动下的辽东湾水动力及入海污染物输移特征

通过建立水动力学模型、物质输运模型和年龄模型,对渤海辽东湾潮汐驱动下的水动力状况和污染物输移扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明,辽东湾海域入海径流对辽东湾整体流场和水交换过程影响不大,其主要影响集中在河口附近海域。在潮汐的驱动下,辽东湾内形成了复杂的环流结构,辽东湾南北海域分别存在顺时针、逆时针的环流,而辽东湾湾口又存在逆时针环流,使得水交换能力较弱,对辽东湾向外海的物质输运产生不利影响,湾顶附近海域的物质主要通过扩散过程与外海进行交换。年龄模型的计算结果表明,辽东湾河流入海污染物在河口附近停留时间较长,向远区的输运需要较长时间。入海污染物的影响具有局地性,对局部海域水质尤其是辽东湾湾顶的水质会产生不利影响。     

渤海湾水位、流场的一个数值预报模式

本文利用普林斯顿海洋模式(POM),建立了渤、黄海风增水预报模式和渤海湾水位海流预报模式;利用正交曲线网格提高重点区域的分辨率;采用美国海洋大气局(NOAA)全球预报风场和气压场作为模式表面强迫场,将计算域边界上的天文潮预报值与风增水模式预报的余水位相叠加构建模式的边界条件,在正压条件下,模拟了渤海湾2002年的水位流场过程。结果表明,模式能够较好地再现计算域内天文潮和综合水位的预报,域内10个潮位站模式与实测分析的m1和M2分潮的振幅与迟角差均不超过5.1cm和6.3°,15个潮流站模式与实测分析的m1和M2分潮流的振幅与迟角差均不超过7.5cm/s和15.8°,模式预报的水位值与塘沽站实测值非常接近,预报精度较单纯的天文潮预报有明显提高。     

渤海的环流、潮余流及其对沉积物分布的影响

阐明渤海环流和潮余流的分布特征及其与沉积物输运之间的关系。本文根据８０年代以来的实测海流资料得到：辽东湾的环流是顺时针向的；黄河三角洲外海存在着一支流向东北偏北向流，与辽东湾西部的东北向海流相接；渤海湾内的环流北部为反时针向，南部为顺时针向回转的双环结构。上述环流趋势与渤海沉积物分布相一致。渤海沿岸主要入海河流的特征矿物分布正在上述环流存在的最好佐证。文中进一步讨论了潮余流分布特征及其对渤海环流的     

核电站附近海域漂流海藻的漂移路径数值模拟

研究核电站附近海域漂流海藻的漂流路径对保障核电站冷源安全具有重要意义。本研究根据辽东湾东部海域漂流海藻的分布特征,构建该海域的二维水动力和粒子追踪数值预测、预报模型,基于近年实际观测的海流和潮位数据,对水动力模型进行验证,并根据2019年5月至8月释放北斗和GPS浮标采集数据,对该海域相同工况下的海藻漂移路径进行校验,均吻合良好。同时,对该海域7月大潮期,取水口附近海域的海藻堵塞风险进行了模拟分析,得到各不同工况下,漂流海藻到达取水口定义威胁区范围内的时间。结果表明,该数值模型能够对漂流海藻的漂移路径进行准确模拟,可为科学规避或有效减轻漂流海藻对核电站冷源取水口的堵塞风险提供技术支撑。     

ADCIRC模式在渤海M2分潮模拟中的应用研究

利用有限元方法的ADCIRC (Advanced Circulation Model)海洋模式,建立了渤海高分辨率的二维潮汐潮流模型,模式结果与实测资料吻合良好.模式成功模拟出了M2分潮在渤海的2个无潮点和3个圆流点,位置与前人的研究结果基本一致.M2分潮流在渤海中央为顺时针旋转的旋转流,在辽东湾、渤海湾和莱州湾基本为...     

2017年辽东湾夏季潮汐锋位置变化的分析

近海潮汐锋的分布和变化，主要受表层风摩擦、底层潮混合、净热通量和浮力平流的影响。基于2017年7、8月份辽东湾东部海域的实测数据，并结合ROMS（Regional Ocean Model System）模拟结果，利用考虑浮力平流效应的Stigebrandt公式对夏季辽东湾潮汐锋的位置变化进行了诊断计算，计算结果与ROMS模拟的潮汐锋位置符合较好，进一步探讨了风、净热通量和浮力平流对锋面位置变化的影响。主要结论如下：（1）位于辽东湾北部和东、西沿岸浅水区的潮汐锋呈"几"字形分布；（2）2017年6-7月潮汐锋位置变动不大，7月份仅在辽东湾东、西两岸潮汐锋位置略微向深水区移动，这主要是净热通量整体略微减小和风场略微增大造成的，浮力平流作用效果不够显著；（3）2017年8月辽东湾潮汐锋位置较7月向深水区大幅移动，最大移动距离约为20km，辽东湾8月份净热通量的大幅减弱起到了重要作用，浮力平流使潮汐锋位置向浅水区偏移，其调节效果比较显著。     

较大尺度下潮流物模试验理论可行性的数值研究

以渤海及其局部海域为例,通过数值模拟量化地转缺失对水动力过程的影响,评价不同空间尺度下实施潮流物理模型试验的理论可行性。结果表明,对整个渤海、辽东湾这么大尺度的海域实施物模试验理论上是不可行的;对90km尺度的渤海湾,地转缺失使模拟结果存在较大偏差;对莱州湾61km尺度的海域可进行物模试验。研究确定60km为实施潮流物模试验一般的理论允许尺度。     

A numerical study on the impact of tidal waves on the storm surge in the north of Liaodong Bay

A storm surge is an abnormal sharp rise or fall in the seawater level produced by the strong wind and low pressure field of an approaching storm system.A storm tide is a water level rise or fall caused by the combined effect of the storm surge and an astronomical tide.The storm surge depends on many factors,such as the tracks of typhoon movement,the intensity of typhoon,the topography of sea area,the amplitude of tidal wave,the period during which the storm surge couples with the tidal wave.When coupling with different parts of a tidal wave,the storm surges caused by a typhoon vary widely.The variation of the storm surges is studied.An once-in-a-century storm surge was caused by Typhoon 7203 at Huludao Port in the north of the Liaodong Bay from July 26th to 27th,1972.The maximum storm surge is about 1.90 m.The wind field and pressure field used in numerical simulations in the research were derived from the historical data of the Typhoon 7203 from July 23rd to 28th,1972.DHI Mike21 is used as the software tools.The whole Bohai Sea is defined as the computational domain.The numerical simulation models are forced with sea levels at water boundaries,that is the tide along the Bohai Straits from July 18th to 29th（2012）.The tide wave and the storm tides caused by the wind field and pressure field mentioned above are calculated in the numerical simulations.The coupling processes of storm surges and tidal waves are simulated in the following way.The first simulation start date and time are 00：00 July 18th,2012; the second simulation start date and time are 03：00 July 18th,2012.There is a three-hour lag between the start date and time of the simulation and that of the former one,the last simulation start date and time are 00：00 July 25th,2012.All the simulations have a same duration of 5 days,which is same as the time length of typhoon data.With the first day and the second day simulation output,which is affected by the initial field,being ignored,only the 3rd to 5th day simulation results are used to study the rules of the storm surges in the north of the Liaodong Bay.In total,57 cases are calculated and analyzed,including the coupling effects between the storm surge and a tidal wave during different tidal durations and on different tidal levels.Based on the results of the 57 numerical examples,the following conclusions are obtained：For the same location,the maximum storm surges are determined by the primary vibration（the storm tide keeps rising quickly） duration and tidal duration.If the primary vibration duration is a part of the flood tidal duration,the maximum storm surge is lower（1.01,1.05 and 1.37 m at the Huludao Port,the Daling Estuary and the Liaohe Estuary respectively）.If the primary vibration duration is a part of the ebb tidal duration,the maximum storm surge is higher（1.92,2.05 and 2.80 m at the Huludao Port,the Daling Estuary and the Liaohe Estuary respectively）.In the mean time,the sea level restrains the growth of storm surges.The hour of the highest storm tide has a margin of error of plus or minus 80 min,comparing the high water hour of the astronomical tide,in the north of the Liaodong Bay.