利用有限体积模型对狭长海湾填海优选方案的研究

人们在海湾中进行填海活动除了要考虑经济收益等正面效应外,还应顾及海洋环境的改变对人类可持续发展的影响.文中利用三维动边界水动力模型FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model,有限体积近岸海洋模型)对具有曲折岸线和复杂海底地形的狭长海湾-福建省沙埕港进行了现状水动力模拟和4种填海方案下的预测模拟.在此基础上研究了在各种填海方案下,沙埕港的纳潮量、潮流场、潮位以及水交换率的变化情况,讨论了各海洋要素的变化对港口、航道、红树林自然保护区的影响.最后比较了各填海方案下水文要素的变化情况,发现针对不同的海洋要素,填海方案的优先顺序不同.为了减少填海活动所带来的危害,照顾到各方面的利益,提高填海活动的益损比,需要根据海洋功能区划和当地具体情况,综合考虑多种水动力因子变化的影响.     

1999年与2006年间夏季长江冲淡水变化动力因素的初步分析

根据径流量,1999年和2006年夏季的长江分别处于显著洪季和旱季.此期间的月平均风向也有显著区别.根据同期的海洋现场观测:相对1999年8月,2006年同期的长江口以东、以南毗邻水域表层盐度显著较高,而在长江口东北部海域则相对偏低;长江口附近海域的底层盐度有所偏高,但在浙江中南部沿海底层盐度则相对偏低.利用Regional Ocean Modelling Systems数值模式,对1999年和2006年实际的径流量、风场和黑潮及其分支变化等3个因素对长江冲淡水扩展的影响进行了一系列模拟试验和对比.对比试验表明:相对1999年8月,2006年夏季长江流量大幅度减小是长江口毗邻海域表层盐度升高的主要原因;风场是导致长江冲淡水相对偏北,并使长江口北部出现表层盐度负异常的主要因素;黑潮及其分支在东海北部入侵相对增强、在东海南部入侵相对减弱,使长江口南部表层盐度正异常海域扩大,并促使长江淡水向江口北部扩散增强、而向东部扩散减弱.长江口毗邻海域环流和水团的变化可能对夏季低氧区位置变化产生一定影响.     

无结构网格二维河口海岸水动力数值模式的建立及其应用

为完全拟合河口近海复杂岸线和工程结构以及有效局部加密,设计并建立了一个无结构三角形网格二维河口海岸水动力数值模式。空间离散主要基于有限体积法以保证守恒性,时间积分采用预估修正法以提高精度。水位在三角形网格中心通过连续方程求解;水平x方向和y方向的流速U和V均在网格边中点上通过动量方程求解。流速平流项的求解中采用了TVD格式。TVD流速平流通量为一个一阶迎风格式通量和一个二阶格式通量的组合,一阶格式通量和二阶格式通量根据流速的局部分布情况得出配比,最终组合得到TVD通量。TVD格式具有低耗散和无频散的优点,提高了模式的稳定性。应用实测资料验证建立的模式,结果显示水位、流速和流向的计算值与实测值均符合良好。     

潮汐电站建坝对乳山湾水动力环境影响的数值模拟研究

采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模型,对山东省乳山口湾进行了潮汐电站建坝前水动力环境的现状模拟和建坝后的预测模拟,模式结果与实测数据吻合良好。在此基础上对建坝前后乳山口湾,潮位特征、流场及余流场分布情况、海湾自净能力等水文环境要素进行了对比,系统分析了乳山口湾水文动力环境要素特征以及潮汐电站建坝对乳山口水动力环境的影响。     

西非被动大陆边缘重力滑脱构造体系下的塑性构造

论述了西非被动大陆边缘深水环境下的重力滑脱构造体系中的塑性构造。研究发现塑性地层在整个西非被动大陆边缘都有分布,且盐岩塑性层主要分布在西非被动大陆边缘的西南部和西北部,发育层位为过渡期(J-K)构造层之内;中部尼日尔三角洲等塑性层主要为泥岩塑性层,发育层位为古近系和新近系。根据重力滑脱构造体系发育特征可划分为:以正断裂和塑性焊接构造为主的上部重力滑脱伸展构造、以底辟构造为主的中部重力滑脱底辟构造、以冲断裂、塑性褶皱和塑性冲断构造为主的下部重力滑脱冲断构造。根据塑性构造上覆地层的变形过程,塑性构造演化主要经历了后生变形期和同生变形期。塑性构造变形机制主要受基底掀斜作用和上覆地层的沉积速率控制。塑性构造中的底辟、褶皱、冲断及塑性焊接构造对油气成藏的控制作用依次减弱。     

台湾海峡西侧水动力环境的季节变化特征

本文利用2006 ～ 2007年“中国近海海洋综合调查与评价”项目在台湾海峡西侧获取的大面水温、盐度走航资料,结合座底式海床基系统获取的海流剖面以及近海底水温观测结果,系统地阐述了台湾海峡西侧水动力环境在春、夏和晚秋初冬3个季节的变化特征.研究结果表明:春季台湾海峡西侧海水垂向混合比较均一,等温线和等盐线分布大致与岸线平行,盐度和水温呈现从北往南逐渐升高、自近岸向远岸递增的特点.福建沿岸海流具有明显的正压海流特征,且为逆风的东北向海流,其最大流速(约0.25 m/s)出现在泉州外海;与此相对应,浙闽沿岸水仅局限于泉州以北近岸海域的中上水层,其盐度小于32.4.夏季台湾海峡西侧局部海域呈现典型的上升流特征,汕头、东山和南日岛外海近海底存在着明显的低温(＜25℃)高盐水(＞33.8)涌升中心.福建沿岸海流流向与盛行的西南季风一致,除汕头外海10 m层流速(0.19 m/s)比25 m层流速(约0.15 m/s)略大,其他海域仍具有正压流特点,最大流速(约0.40 m/s)出现在平潭外海附近.晚秋初冬台湾海峡西侧海域盐度和水温的空间分布比较接近,整体呈近岸低外海高,并随纬度降低而增加.调查期间浙闽沿岸水在2007年12月26日左右开始出现在平潭岛外海附近,随后从2008年1月15日左右整个台湾海峡西侧被南下的浙闽沿岸冷水(＜17℃)控制;厦门以南近海余流流速明显小于厦门以北海域,并存在着显著的垂向流剪切.     

"珍珠"台风强度及路径异常的分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°格点资料,从能量场、湿度场、辐散场以及西南季风和越赤道气流等多方面对"珍珠"的强度及路径进行分析,发现副高前期在南海的维持以及副高后期环流形势的调整是"珍珠"强度维持和路径突变的关键;南海海域维持高能区、弱水平风垂直切变、对流层上层强大的辐散场、以及充沛的水汽供应、风场动力非对称结构等是"珍珠"强度能维持的重要原因;西南季风、越赤道气流和副高南落而引发的东南风急流形成的季风汇合线是"珍珠"北翘的直接原因.台风风场结构中不对称强风速区的转移对台风路径改变有预示作用.     

有限元法在万宁小海水力学环境数值模拟中的应用

采用Galerkin加权余量法建立二维有限元环境水力学模型,采用不同类型等参数单元拟合不规则边界,采用Newton_ Raphson 法与Gauss型Front法求解方程组,采用时间方向半隐格式增强稳定性.选取海南省万宁小海作为应用区域,对照水文水质实际测验资料,在水动力、盐度和水质(可降解物质)方面展开模拟计算,模拟计算结果与实测值符合较好.     

黑潮在吕宋海峡的形变及动力机制

根据１９９０年以来对吕宋海峡和中国南海（ＳＣＳ）北部的ＷＯＣＥ水文资料和其它海洋调查资料的分析，以及对同一海区的卫星遥测海表温度（ＳＳＴ）的资料处理，推断在吕宋海峡常年存在黑潮路径弯曲，西折进入ＳＣＳ并又流出ＳＣＳ的现象，作者将黑潮的这种变形称为“黑潮流套”。黑潮变形进入ＳＣＳ的位置在冬季位于海峡中部、南部附近，范围较大；在夏季略向北移，较集中于海峡中部，范围较小。作者认为，黑潮流套现象可用位涡守恒理论作定性的解释：当黑潮在吕宋海峡失去西边界支持后，其流轴以西贴近西边界的一部分流体，因具有较大的相对正涡度，会脱离黑潮主体在南海东北部形成反时针旋转或顺时针旋转的环流，而黑潮主体会以顺时针旋转的形式在海峡以西的海域出现。整个黑潮以弯曲、扩展的形式在海峡处产生形变，在海峡东侧出现反气旋涡旋的倾向。吕宋海峡黑潮流套及南海北部的诱生环流之流型，会因黑潮本身以及副热带环流整体的变化而变化，也与海峡的宽度有关。总之，吕宋海峡黑潮流套的形成是由当地特殊的地形条件和地转β效应这些内部机制决定的，它的常年存在有其必然性     

渤海东部潮流动力地貌特征

渤海东部发育了典型的潮流动力地貌体系，它由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成。前者为潮流侵蚀区，后两者为潮流沉积区。老铁山水道表层最大流速可达５ｋｎ，潮流强烈侵蚀海底；辽东浅滩表层最大流速１．３￣２．３ｋｎ，Ｍ２分潮椭率绝对值小于０．４，潮流往复强，形成潮流沙脊；渤中浅滩表层最大流速为１．２￣１．６ｋｎ，Ｍ２分分潮椭率绝对值大于０．４，潮流旋转性强，形成潮流沙席。６号沙脊南端详测