基于FVCOM模型的珠江河口及其邻近海域的潮汐模拟

基于FVCOM模型,将珠江河网、河口和口外海区作为整体,建立完全三维数值模式,对珠江河口及其邻近海域的潮汐进行数值模拟.采用23个潮位站的潮汐表水位资料对模式进行验证,结果表明模式能比较准确地重现珠江河口的潮汐变化过程.通过对计算结果进行潮汐调和分析,给出了珠江河口区域及近岸海域8个主要分潮的同潮图,讨论了潮波的传播特征.珠江河口潮汐属于混合潮类型,潮型系数介于0.8—1.5.浅水分潮成分很小,最大振幅不超过5cm.对珠江河口的潮差进行统计,给出了珠江河口大潮和小潮期间的潮差大小及分布,大潮时潮差介于2.2—3.1m,小潮时减小到0.6—1.1m.     

珠江河口海区潮流的数值模拟

应用ADI法首次对整个珠江口河口海区的潮汐和潮流进行了数值模拟。与实测值相比,潮位、潮流场、佘流场和八大河口门潮量等的模拟计算结果令人满意;还计算了拉格朗日余流场和拉格朗日标识质点运动轨迹,并对此进行了探讨。     

黄河断流对河口空间场后效反馈的遥感复合信息研究

就黄河断流对河口空间场后效所涉及的地理要素的演变,以所建河口演变概念-遥感信息系统,分析研究了黄河口近期演变的互关联信息基础,并依据研究目标的信息需求分析(IRA)与水下地貌趋势面分析的结果,阐述了河口空间场诸种反馈信息、变异中直观信息及隐伏信息.     

盐场高度分层下的三维斜压数值模拟

采用基于Backhaus的三维斜压模式计算珠江口水动力特性。改进了原模式的盐度差分格式和方程，采用二阶精度差分格式并引入了物理扩散项。改进后盐度差分方程较好地反映珠江口盐度成层现象。本文给出了两个点的水位数值模拟与实测值的对比，给出了包含8个口门珠江口的计算潮流场及盐场，讨论了盐度高度成层条件下珠江河口水动力特性。     

一种新的海水富营养化模糊评价方法

本文根据模糊集理论中权距离的概念和层次分析理论，提出一种新的海水营养化模糊评价方法。将其应用于珠江河口海水富营养化程度的评价，结果表明珠江河口水质基本良好，属中等营养水平。     

长江口三维潮流数值计算及动力分析

采用三维动力学数学模型对长江口潮流场进行了计算，对长江口潮流流态在一个潮周期内逐时进行了分析，并对长江口南支盐水倒灌从动力学角度进行了初步探讨。计算结果表明：文中模型较好地重演长江口潮流场，可以用于大型复杂河口工程实际中的潮流场的计算和分析。     

潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型

本文根据河口水流动力特性和泥沙变化规律，把波浪运动概化为具有时均意义的波浪流分布场，将“波流幅射应力”、“波流摩阻力”以及“波流挟沙力”三个要素归纳到水流运动方程和悬沙输送方程中去，构成潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型计算系统。通过对珠江口黄茅海悬沙冲淤过程的实际算例，表明该系统模拟河口悬沙在潮流和波浪综合作用下的分布特性和冲淤趋势方面，具有良好的应用前景。     

珠江河口氮和磷循环及溶解氧的数值模拟 Ⅱ.模拟结果

将生态型水质模式应用于珠江口模拟研究,模式结果较好地再现了珠江口丰水期营养物质和溶解氧的水平及垂直分布趋势,说明模式已抓住了珠江河口的动力和生化变化的关键过程.进一步的研究表明,丰水期珠江河口计算区域氮处于富裕状态,磷和光照控制着浮游植物的生长.     

珠江河口界面特征与河口管理理念

河口是河流系统与海洋系统之间的界面,它首先是河流与海洋之间的物质界面。河流水体与海洋水体间最大的物质差异是盐分,因此,采用盐度作为河口界面的界定标准,将河口界面界定为盐度为0.5~30的由冲淡水控制的河口中心区域。在此基础上应用界面理论,分析了河口的渗透性和防御性及其动力、沉积、生物与地貌响应。借鉴Gilbert三角洲的动力分类方法,将河口界面按动力结构分为径流优势型、潮汐优势型、波浪优势型及其过渡类型。每一种河口界面又可细分为动力、沉积、地貌及生态等次一级界面。在珠江三角洲地区,磨刀门、蕉门河口等径流优势型河口界面主要承担泄洪任务,而虎门、崖门等潮汐优势型河口界面在纳潮能力上更有优势,其间通过河道支汊相互沟通和联系,形成了珠江河口界面的多层次结构。河口界面动力的复杂性,构成了河口界面形态和功能的复杂性。这些功能包括开发利用功能、生态功能、防洪功能和社会服务功能。河口管理的最高目标是河口的永续健康、结构和功能彼此协调,保持河口界面结构和功能的完整性。河口界面的复杂性对河口管理提出了更高的要求,要注重河口管理内容的综合性、问题的复杂性和管理效应的长周期性。针对珠江河口生境退化、海岸侵蚀、污染严重、咸潮活动加剧和口门淤积造成排水不畅等诸多问题,以及河口无序开发利用、管理体制混乱、公众参与少的管理现状,结合珠江河口界面整体、动态、彼此联系的特点,提出珠江河口管理"科学、和谐、安全和预警"的管理理念,由行政管理转变为服务管理,切实做好珠江河口管理工作。     

丰水期珠江口黏性泥沙输运的三维数值模拟

珠江口的黏性泥沙输运对区域海洋工程和河口海洋环境有着重要的影响。本文利用SELFE模型,针对珠江河口海域建立了一个采用非结构三角形网格的三维斜压水动力模型,可耦合模拟海流、潮流及风海流水动力环境,并在此基础上开发了包括底床模块的黏性泥沙输运模型。模拟结果与实测值验证较好,再现了丰水期珠江河口的泥沙输运特征以及最大浑浊带的变化和分布特点。研究表明,丰水期珠江口悬沙质量浓度西侧大于东侧,泥沙主要来自河口上游。河口浅滩上会形成最大浑浊带,最大质量浓度可达0.5 g/L。珠江口最大浑浊带的形成主要受潮动力、重力环流及泥沙再悬浮和沉积过程影响,其中泥沙再悬浮和沉积过程对中滩的最大浑浊带影响显著,而重力环流作用对西滩的最大浑浊带影响显著。     

珠江口溢油数值模拟

对珠江口海域流场进行了数值模拟。考虑风场对海面溢油物理和化学过程的影响,建立了考虑油膜扩展的溢油漂移轨迹数学模型,并对珠江口海域“12.7”溢油事故进行了数值模拟,为较全面了解溢油事故给珠海海域环境带来污染的过程提供了科学依据。     

利用WAVEWATCH和SWAN嵌套计算珠江口附近海域的风浪场*

基于CCMP(Cross Calibrated Multi-platform)卫星遥感海面风场数据,通过将WAVEWATCH和SWAN (Simulating WAves Nearshore)模型嵌套的方法,数值模拟了珠江口附近海域的风浪场。将总计10个月的数值模拟的有效波高、波周期和波向分别与相应的观测值进行了定量比较。结果说明,有效波高的平均绝对误差为15.4cm,分散系数SI为0.240,相关系数为0.925;波周期的平均绝对误差为1.9s,分散系数SI为0.433,相关系数为0.636;波向的平均绝对误差为23.9°。计算的波高和波向与观测结果的变化趋势相吻合。由于第三代海浪模式本身的缺陷,导致所计算的波周期偏小。总体说来,本文所采用的数值模式能较好地模拟珠江口附近海域的风浪场。另外,还设计了6个算例以探讨采用不同的计算方法和风场对计算结果精度的影响。结果表明使用本文的数值方法和高精度的CCMP风场确实可以提高计算结果的精度。     

珠江口附近海域波浪场的数值计算与特征分析

本文以WRF模式输出结果作为风场驱动条件,采用SWAN和WAVEWATCHIII相嵌套的方法,对珠江口附近海域进行20年(1991-2010年)的波浪场数值计算。根据计算结果,分析了珠江口海域波高和周期的空间、时间变化特征。结果显示:珠江入海口及近岸Hs较小,外海Hs较大,大部分海域年均Hs在0.4m以上;珠江口附近海域和近海地区年均Te偏小,在2s^3s之间,外海最大可达5s。珠江海域有效波高(Hs)的季节分布呈现出春夏季较小,秋冬季较大的特点。从概率学角度分别统计20年中前5%和10%的Hs及Te,可知:珠江口近海区域Hs,5%在1~2m,大万山群岛处可达Hs,5%2m;在珠江口附近Hs,10%为1.5m,万山海域Hs,10%在2.5m以上;计算海域Te,5%和Te,10%多在4s以上。     

Study on short-range numerical forecasting of ocean current in the East China Sea Ⅱ. Three-dimensional diagnostic model and its application in the Bohai Sea

Ｓｔｕｄｙｏｎｓｈｏｒｔ－ｒａｎｇｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｏｆｏｃｅａｎｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｈｅＥａｓｔＣｈｉｎａＳｅａ—ＩＩ．Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｍｏｄｅｌａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔ...     

珠江口磨刀门河口动力平衡特点及人类活动对其影响

应用ECOMSED模型输出、运动方程简化等方法,研究了珠江口磨刀门河口动力平衡的特点。研究表明:在磨刀门河口动力平衡中,纵向的主要平衡项为压力项和垂向涡动摩擦项,侧向的主要平衡项为侧向正压力项和科氏力项。正压力为磨刀门河口动力的主导因素,但在枯季动力平衡中,斜压力也是不可忽略的项。人类活动对磨刀门河口动力最主要的影响是改变了正压力项的大小,近几十年来,磨刀门河口正压力呈减小的趋势。     

珠江口风暴潮的初步研究

珠江是我国三条最大的河流之一，由三大支流——东江、北江和西江组成。珠江口是三角洲网河区型的河口,无数水道彼此交织,方向各异。大小不一,地形十分复杂。每当台风侵袭本区时,强制波夹带盛潮进入河口向内推移,与洪水相遇时,则相互拥高,水位暴涨,严重威胁着珠江三角洲地区人民的生命财产。 统计表明(见图1),1949-1970年间,侵袭广东沿岸地区的台风共有149次;平均每年7次，八、九月份出现最多,约占58%，五月和十一月份最少,占8%。可以认为,珠江河口区是我国风暴潮的多发区。 近几年来,关于珠江河口区台风暴潮的研究和预报已有论述,获得了一些有益的成果。本文仅对珠江口(伶仃洋)台风暴潮的一些特性从理论和实相结合的角度予以讨论。     

长江口及邻近海域溢油实时预测研究

使用国际上最新发展起来的基于半隐式有限元法的SELFE模型,建立了1个采用非结构网格系统的三维风海流、潮流和斜压流耦合的长江口及邻近海域水动力模型.利用欧拉-拉格朗日和随机走动理论,在三维水动力模型的基础上研发了考虑溢油蒸发过程和波浪效应的三维溢油粒子扩散模型,结合实时预报的风场和相应的海浪场数据,形成了1个适用于本区...     

南海北部夏季叶绿素a分布规律及影响因素

采用2002—2016年6—9月Aqua/MODIS叶绿素a产品分析珠江冲淡水在南海北部生态效应的季节及年际变化特征。6月来自陆源的营养物质在西南季风作用下向河口以东陆架区输运, 浮游植物增殖, 叶绿素a含量增大; 7月河口以东高浓度叶绿素a覆盖面积达到最大; 8月在减弱的珠江径流和环境风场共同影响下, 口门外海高浓度叶绿素a覆盖面积明显减小; 9月北部陆架区处于东北季风影响之下, 河口以西覆盖面积逐渐增大。通过线性回归分析可知, 珠江径流量是口门外海高浓度叶绿素a覆盖面积的主要影响因素, 且这种影响有一个月左右的滞后效应。显著大于(小于)多年平均的珠江径流量和环境风场等因素共同作用, 导致2008(2004)年表现为高浓度叶绿素a覆盖面积的极大值(极小值)年份。叶绿素a在南海北部陆架区的时空变化特征主要受冲淡水过程影响, 订正过的卫星叶绿素a产品可以用来讨论珠江冲淡水的季节及年际变化。     

珠江口海岛及海域地质环境与灾害初探

珠江口海岛及其邻近海域是华南沿海地质灾害类型较齐全的地区之一，主要有活动断裂、地震、地裂缝、软土、风沙、滑坡、崩塌、地面沉降和海平面上升等。珠江口海岸主要发育弱活动和微活动断裂，活动断裂和断块构造的运动和调整是产生地震活动的主要因素。海平面上升已成为当今世界关注的环境恶化和未来50a内产生严重威胁的灾害。风沙作用和软土地基主要分布于珠江口海岛海岸带及近岸岛屿。本区的地质灾害以内动力类型为主。