本文關(guān)鍵詞：錢塘江河口圍涂工程對杭州灣水動力環(huán)境影響的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：本文基于MIKE軟件平臺,建立了覆蓋杭州灣、長江口及其鄰近海域的大尺度東海水動力三維模型,并基于該模型構(gòu)建了杭州灣水動力水質(zhì)模型,探討了錢塘江河口圍涂工程對杭州灣的潮流場、鹽度場以及水質(zhì)的影響,論文的主要工作分為如下幾點：(1)介紹了國內(nèi)外水動力、水質(zhì)模型的研究進(jìn)展,以及涉及圍海工程的相關(guān)研究成果。(2)詳細(xì)的介紹了MIKE模型中所涉及到的基本方程以及數(shù)值方法。(3)構(gòu)建了大尺度東海水動力三維模型,并從潮位、潮流、溫鹽三個方面對其進(jìn)行了驗證。驗證結(jié)果顯示模型模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)擬合較好,模型能較好的模擬杭州灣及其鄰近海域水動力及溫鹽變化過程。(4)由大尺度東海水動力三維模型模擬繪制杭州灣水域的漲潮、落潮時的流場圖以及冬夏季表、底層的鹽度平面分布圖,并對其進(jìn)行了分析論證。結(jié)果表明杭州灣潮流以往復(fù)流為主,落潮流自西向東流出,潮流流速自灣頂向灣口逐漸增大,漲潮流流向為自東向西,灣頂流速大于灣口流速。杭州灣水域鹽度在平面分布上存在一定的梯度,從灣頂?shù)綖晨邴}度逐漸增加,并且受長江淡水徑流的影響,灣口鹽度分布呈現(xiàn)北低南高的趨勢。在縱向分布上,受強潮流混合作用,杭州灣內(nèi)的鹽度垂直分布較為均勻,表層和底層的鹽度等值線沒有明顯差異。在時間分布上,受徑流洪水期與枯水期的影響,冬季鹽度高于夏季鹽度。(5)構(gòu)建了杭州灣水動力水質(zhì)模型,用實測的葉綠素、無機氮以及無機磷的濃度變化對模型進(jìn)行驗證。模型驗證良好后,以此為基礎(chǔ)從潮流場、鹽度場、水質(zhì)三個方面模擬分析錢塘江河口圍涂工程對杭州灣水動力水環(huán)境的影響。結(jié)果表明,工程的實施并未對杭州灣內(nèi)的潮流場造成顯著影響,僅在工程區(qū)附近增大了水體的流速。鹽度場方面,圍涂工程的實施使得杭州灣水域的鹽度有了一定程度的降低,低鹽度區(qū)域面積擴大,水域的鹽度等值線有一定程度的回退,但并未破壞杭州灣水體原本的鹽度場結(jié)構(gòu)。水質(zhì)方面,工程后,無機氮和葉綠素濃度較工程前均有一定程度的升高,并且高污染物濃度的水域變得狹長,受污染的陸域面積增加,徑流污染物也輸移擴撒的更遠(yuǎn),工程的實施加劇了杭州灣水域的污染。
【關(guān)鍵詞】：杭州灣 數(shù)值模擬 圍涂工程 水動力 水質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U652.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢11-13
• 1.2.1 水動力數(shù)值模型研究進(jìn)展11-12
• 1.2.2 水質(zhì)模型研究進(jìn)展12-13
• 1.3 圍海工程研究進(jìn)展13-14
• 1.4 錢塘江河口研究進(jìn)展14-15
• 1.5 本文研究工作15-16
• 2 研究區(qū)域概況16-21
• 2.1 研究區(qū)域范圍16-17
• 2.2 自然環(huán)境概況17-19
• 2.2.1 氣象要素17-18
• 2.2.2 海洋水文18
• 2.2.3 陸地水文18-19
• 2.2.4 災(zāi)害性天氣19
• 2.3 社會環(huán)境概況19-21
• 3 數(shù)學(xué)模型21-30
• 3.1 數(shù)學(xué)模型基本方程21-27
• 3.1.1 控制方程21-22
• 3.1.2 溫鹽輸運方程22-23
• 3.1.3 渦粘系數(shù)23-25
• 3.1.4 方程轉(zhuǎn)換25-27
• 3.2 數(shù)值方法27-30
• 3.2.1 空間離散27-28
• 3.2.2 時間積分28
• 3.2.3 邊界條件28-30
• 4 模型設(shè)置及驗證30-47
• 4.1 模型配置30-32
• 4.1.1 模型范圍及網(wǎng)格設(shè)置30-31
• 4.1.2 邊界條件31
• 4.1.3 初始條件31-32
• 4.1.4 模型參數(shù)32
• 4.2 模型驗證及結(jié)果分析32-46
• 4.2.1 潮位驗證33-34
• 4.2.2 潮流驗證34-36
• 4.2.3 潮流場分析36-38
• 4.2.4 溫鹽驗證38-42
• 4.2.5 鹽度場分析42-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 5 杭州灣水動力及水質(zhì)模擬47-53
• 5.1 模型配置47-48
• 5.1.1 范圍及網(wǎng)格設(shè)置47-48
• 5.1.2 邊界及初始條件設(shè)置48
• 5.1.3 模型參數(shù)設(shè)置48
• 5.2 模擬結(jié)果及數(shù)據(jù)分析48-52
• 5.2.1 潮流場分析48-50
• 5.2.2 鹽度場分析50-51
• 5.2.3 水質(zhì)驗證51-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 6 錢塘江河口圍涂工程對杭州灣水動力水環(huán)境的影響53-64
• 6.1 錢塘江河口圍涂工程簡介53-54
• 6.2 圍涂工程前后的模型配置54-55
• 6.3 圍涂工程對潮流場的影響55-58
• 6.4 圍涂工程對鹽度場的影響58-60
• 6.5 圍涂工程對水質(zhì)的影響60-62
• 6.6 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況69-70
• 致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：791529