【摘要】：海平面上升會(huì)對(duì)河口地區(qū)鹽水入侵和物質(zhì)輸運(yùn)造成一定影響,尤其將對(duì)飲用水安全造成威脅,因此海平面上升問題越發(fā)受到人們的關(guān)注.為研究水源地對(duì)海平面上升的響應(yīng),防范未來可能出現(xiàn)的鹽水入侵危害,本文基于FVCOM模式建立了錢塘江河口三維潮流鹽度數(shù)值模型,并在此基礎(chǔ)上通過一系列數(shù)值試驗(yàn)分析未來海平面上升(SLR)對(duì)河口鹽水入侵的影響.結(jié)果表明,海平面上升使得河口鹽度整體有所增大,鹽水入侵距離增加,且小潮期增幅更加明顯,在相對(duì)海平面分別上升0.3、0.6和1.0m情況下,大潮期鹽水入侵距離分別增加1.1、2.2和6.0km,鹽度最大增幅發(fā)生在七堡附近,量值分別達(dá)到0.17、0.32和0.49;小潮期入侵距離則分別增加2.8、5.9和9.8km,鹽度最大增幅發(fā)生在鹽官附近,量值分別達(dá)到0.38、0.80和1.22.海平面上升也會(huì)引起各取水口鹽度和超標(biāo)時(shí)間的增加,在相對(duì)海平面上升0.3~1.0m時(shí),南星橋至珊瑚沙3個(gè)取水口平均鹽度增值分別為0.1~0.3、0.1~0.3和0.1~0.2,最長(zhǎng)連續(xù)超標(biāo)時(shí)間增值分別為1.0~4.1、0.5~1.6和0.1~0.2d.
【圖文】：

髁?鹽度設(shè)為零;下游開邊界動(dòng)力條件給定為澉浦實(shí)測(cè)逐時(shí)潮位,鹽度邊界則為澉浦實(shí)測(cè)逐時(shí)鹽度.模型的水動(dòng)力初始條件采用“冷啟動(dòng)”,即水位和流速初始值均設(shè)為零.本文利用各潮位站實(shí)測(cè)資料,并結(jié)合錢塘江河口鹽度的時(shí)空分布特點(diǎn),通過插值得到初始鹽度場(chǎng).模型采用內(nèi)外模分離的方法,外模時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)定為0.8s,內(nèi)模則為8s.經(jīng)多次調(diào)試,曼寧系數(shù)在漲潮期間取值范圍為0.004~0.01,落潮期間取值范圍為0.006~0.021.計(jì)算過程中,模型運(yùn)行45d,其中前30d用來使模式達(dá)到穩(wěn)定,后15d計(jì)算結(jié)果用來驗(yàn)證和分析.405100004052000040530000圖2模式計(jì)算區(qū)域及網(wǎng)格Fig.2Themodeldomainandgrid1.2模式驗(yàn)證對(duì)模型進(jìn)行潮位、流速、流向和鹽度的驗(yàn)證,其中潮位資料為長(zhǎng)期固定水文站的實(shí)測(cè)值,流速、流向和鹽度資料由2012年5月對(duì)錢塘江河口進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)定點(diǎn)觀測(cè)所得.觀測(cè)期間設(shè)置了8個(gè)水文測(cè)點(diǎn)(測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示),多船同步作業(yè),大、中、小潮分別連續(xù)觀測(cè)27h(大潮期為2012年5月23日13:00至2012年5月24日15:00;中潮期為2012年5月26日15:00至2012年5月27日17:00;小潮期為2012年5月29日9:00至2012年5月30日11:00),采樣的時(shí)間間隔為1h.流速、流向數(shù)據(jù)采用ADCP觀測(cè),鹽度數(shù)據(jù)由整點(diǎn)取水水樣經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析后得出.本次測(cè)量采用三點(diǎn)法(表層、0.6H、底層).為進(jìn)一步分析數(shù)值模型的可靠性,本文采用預(yù)測(cè)能力系數(shù)SS(SkillScore)[11-12]對(duì)模型計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,具體公式如下:2mo2moooSS1XXXXXX(1)式中:Xm為模型計(jì)算值,Xo為實(shí)測(cè)值,mX、oX分別為計(jì)算值和實(shí)測(cè)值的平均值,n為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù).SS的值為1,表明模型結(jié)果與實(shí)測(cè)資料吻合完美,SS小于0.2,表明模型計(jì)算效果較差.限于篇幅,本文僅繪出部分驗(yàn)證結(jié)果.鹽官、倉(cāng)前?

10期孫志林等：海平面上升對(duì)錢塘江河口鹽水入侵影響的預(yù)測(cè)研究3885流向和鹽度的SS分別為0.82、0.81和0.83,底層的SS分別為0.80、0.81和0.84.可以看出,模型的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值吻合良好,證明了模型對(duì)錢塘江河口水動(dòng)力及鹽度場(chǎng)的模擬具有一定可靠性.3456閘口實(shí)測(cè)計(jì)算246七堡實(shí)測(cè)計(jì)算0246鹽官實(shí)測(cè)計(jì)算246倉(cāng)前實(shí)測(cè)計(jì)算05-1905-2205-2505-28日期日期05-3105-1905-2205-2505-2805-3105-1905-2205-2505-2805-3105-1905-2205-2505-2805-31位潮m)(位潮m)(位潮m)(位潮m)(圖3計(jì)算潮位與實(shí)測(cè)潮位對(duì)比Fig.3Comparisonofsimulatedandobservedtidallevels09018027036000.511.55#實(shí)測(cè)計(jì)算表層00.10.20.305-2305-2505-2705-29日期00.511.55#實(shí)測(cè)計(jì)算底層09018027036000.10.20.305-2305-2505-2705-29日期05-2305-2505-2705-2905-2305-2505-2705-2905-2305-2505-2705-2905-2305-2505-2705-29度鹽向流()速流m/(s)度鹽向流()速流m/(s)圖45#站表層(左)和底層(右)流速、流向和鹽度的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比Fig.4Model-observationcomparisonsforcurrentspeed,directionandsalinityatthesurface(left)andbottom(right)atstation5#

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3 倪勇強(qiáng),金國(guó)林,耿兆銓;錢塘江河口口門段及杭州灣鹽度的數(shù)值模擬[J];浙江水利科技;2001年05期

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