【摘要】： 探討海洋中的物質(zhì)輸運(yùn)是深入研究海洋環(huán)境,特別是近海海洋問(wèn)題的一個(gè)基礎(chǔ)課題,而物質(zhì)輸運(yùn)又是一個(gè)廣泛而深層次的內(nèi)容。廣泛的意義在于既包括“實(shí)體物質(zhì)”如泥沙、污染物以及化學(xué)溶解物等物質(zhì)的輸運(yùn),也包括“虛擬物質(zhì)”如溫度、鹽度及密度等的輸運(yùn);深層次體現(xiàn)在其整個(gè)過(guò)程不僅僅只停留在物質(zhì)位置的遷移或是輸運(yùn)量多少等表象問(wèn)題上,而更要揭示物質(zhì)遷移對(duì)地形地貌變化、污染物擴(kuò)散、水質(zhì)變化以及海洋動(dòng)力因素和環(huán)流的影響等海洋環(huán)境問(wèn)題。上述所有過(guò)程都必須基于一種驅(qū)動(dòng)力,那就是水動(dòng)力。水動(dòng)力是物質(zhì)輸運(yùn)形成和發(fā)展的基礎(chǔ),反過(guò)來(lái)溫度、鹽度的輸運(yùn)也會(huì)影響水動(dòng)力條件的變化。潮流場(chǎng)對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)起著決定的作用,而余流對(duì)物質(zhì)的長(zhǎng)期輸運(yùn)和分布有重要的貢獻(xiàn)。 舟山群島是我國(guó)第一大群島,附近海域西連杭州灣,北接長(zhǎng)江口,東臨東海;海域廣闊、島嶼眾多,水動(dòng)力條件復(fù)雜。舟山海域既是長(zhǎng)江徑流水體南下的必經(jīng)之路,也是杭州灣水體與東海水體交換的主要通道。并且,杭州灣-舟山群島海域是典型的強(qiáng)潮型海區(qū),潮大流急。由此可見(jiàn),舟山群島附近海域的水動(dòng)力條件受長(zhǎng)江徑流、杭州灣-東海潮流及復(fù)雜地形等的綜合影響,極具特殊性。 本文通過(guò)深入分析實(shí)測(cè)海流資料,得出如下結(jié)論:舟山群島附近海區(qū)淺水分潮影響顯著,整個(gè)海區(qū)的潮流類型表現(xiàn)為不正規(guī)半日淺海潮流;海區(qū)潮流運(yùn)動(dòng)形式主要為往復(fù)流,并且由近岸向外海潮流的往復(fù)性減弱,而旋轉(zhuǎn)性增強(qiáng);海區(qū)潮流運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為右旋,而在一些潮波的干涉、疊加區(qū)表現(xiàn)出左旋的特性;總體上表層和中層落潮流速大于漲潮流速,而底層則表現(xiàn)出相反的特性;隨水深的增加,較下層潮流的最大流速方向會(huì)偏到較上層最大流速方向的右邊,較下層最小流速方向隨水深增加會(huì)偏到較上層最小流速方向的左邊。 在綜合考慮長(zhǎng)江、錢塘江徑流以及垂向溫鹽引起的斜壓效應(yīng)基礎(chǔ)上選用嵌套了2.5階湍流閉合模型、垂向采用σ坐標(biāo)系網(wǎng)格的ECOM三維水動(dòng)力模型,對(duì)強(qiáng)潮、地形變化劇烈和垂向混合充分的杭州灣-舟山群島海域進(jìn)行了環(huán)境流體動(dòng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬。得出如下重要認(rèn)識(shí): (1)舟山群島附近海域潮汐日不等現(xiàn)象顯著,自外海→舟山海域→杭州灣潮汐日不等程度逐漸增強(qiáng),潮流變化也呈現(xiàn)日不等現(xiàn)象,但變化程度不如潮汐強(qiáng)烈; (2)潮汐日不等中,高高潮與低高潮的潮位差值自外海向杭州灣遞增,高低潮與低低潮的潮位差值則呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì),即杭州灣內(nèi)高潮不等現(xiàn)象明顯,外海低潮不等現(xiàn)象顯著; (3)舟山群島東南側(cè)站位高潮發(fā)生時(shí)刻比島間站位早近1小時(shí),比西北側(cè)的佘山站和灘滸站早約2.5小時(shí),說(shuō)明東海潮波是由東南向西北方向傳播至舟山群島附近海域的; (4)由于水道的壅水集束和射流擴(kuò)散效應(yīng),基本以舟山群島為界,東側(cè)漲潮流速大于落潮流速,西側(cè)落潮流速大于漲潮流速。 上述計(jì)算潮流場(chǎng)經(jīng)實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證取得了較滿意的結(jié)果,為進(jìn)一步研究余流和物質(zhì)輸運(yùn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 舟山群島附近海域余流方向總體向外海,表層Euler余流速在5~30cm/s之間,最大可達(dá)40cm/s左右;中層余流速在3~18cm/s之間;底層余流速在2~15cm/s之間,Lagrange余流總體上小于Euler余流。但由于研究區(qū)地形復(fù)雜,余流情況也較為多變。 研究表明,研究區(qū)懸沙輸運(yùn)及分布與Lagrange余流表現(xiàn)出很好的相關(guān)性,而與Euler余流無(wú)明顯聯(lián)系。舟山群島附近海域影響水動(dòng)力的條件眾多,水動(dòng)力條件復(fù)雜,因而懸沙輸運(yùn)及分布情況也表現(xiàn)出“多象”性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：P731.2
【圖文】：

型在舟山群島及附近海域的應(yīng)用的流體動(dòng)力學(xué)方程組及邊界條件及附近海域島嶼眾多，地形復(fù)雜，給計(jì)算帶來(lái)了很大的困地形起伏情形下的不足，本文在計(jì)算中，水平坐標(biāo)采用直，這樣可以使淺水處享受和深水處一樣的水深分層，且各示的σ坐標(biāo)系，把 ( x ,y,z,t)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為 ( x , y ,σ ,t )坐標(biāo)：

模型變量在三維空間中的位置示意圖

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 何海豐;楊世倫;張朝陽(yáng);張文祥;;朱家尖島鄰近海域潮流時(shí)空變化及其影響因素[J];上海國(guó)土資源;2013年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 周妹貞;舟山六橫近岸環(huán)流特性研究[D];浙江大學(xué);2010年

2 姚武魏;流場(chǎng)數(shù)值模擬在船舶安全通航中的應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2012年

3 周紅偉;舟山海域潮流數(shù)值模擬研究及其綜合觀測(cè)[D];杭州電子科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2726525