【摘要】：海平面上升、臺風(fēng)增強(qiáng)和填海工程是未來沿海海域動力變化的主要原因,這些變化對風(fēng)暴潮產(chǎn)生影響并減弱海堤和護(hù)岸的防災(zāi)能力,嚴(yán)重威脅沿岸生命財產(chǎn)安全。氣候變暖引起的海平面上升和臺風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)會對大范圍海域的風(fēng)暴潮產(chǎn)生影響,填海工程會對局部海域風(fēng)暴潮產(chǎn)生影響。由于獨(dú)特的地理位置和曲折岸線的影響,導(dǎo)致瓊州海峽成為風(fēng)暴潮災(zāi)的高發(fā)區(qū),在氣候變暖和頻繁進(jìn)行填海工程的大背景下,迫切需要研究由氣候變暖引起的海平面上升和臺風(fēng)增強(qiáng)對瓊州海峽及鄰近海域風(fēng)暴潮的影響,以及氣候變暖和填海工程的共同作用對海峽內(nèi)局部海域風(fēng)暴潮的影響。本文對以上問題進(jìn)行深入研究,以期為今后此海域的防災(zāi)減災(zāi)、工程建設(shè)等工作提供參考。本文基于天文潮與風(fēng)暴潮耦合模型,以強(qiáng)臺風(fēng)“海鷗”為基礎(chǔ),定量分析不同路徑臺風(fēng)下,氣候變暖對瓊州海峽及鄰近海域風(fēng)暴潮的影響,以及氣候變暖和填海工程的共同作用對海峽內(nèi)局部海域—�？跒筹L(fēng)暴潮的影響。論文的主要工作與結(jié)論如下:1.模擬分析了不同路徑臺風(fēng)在海平面上升0.5m及1.0m情境下,近岸淺水區(qū)最大風(fēng)暴增水的變化情況。結(jié)果表明,海平面上升值越大,風(fēng)暴增水的變化幅度也越大,不同路徑的臺風(fēng)使近岸增水增加的區(qū)域不同,總體上增水的最大增幅在5%以內(nèi)。2.模擬分析了不同路徑的臺風(fēng),在強(qiáng)度增強(qiáng)5%及10%情境下,近岸淺水區(qū)最大風(fēng)暴增水的變化情況。結(jié)果表明,最大風(fēng)暴增水隨臺風(fēng)增強(qiáng)而大幅度增大,臺風(fēng)強(qiáng)度越強(qiáng),增水增幅也越大。距離研究區(qū)越近的臺風(fēng),強(qiáng)度增強(qiáng)對最大風(fēng)暴增水的影響越大。各路徑臺風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)5%和10%時,近岸增水增幅最大可達(dá)14%和25%。臺風(fēng)增強(qiáng)不僅使最大風(fēng)暴增水大幅度增加而且使各岸段維持在高水位的時間變長。3.模擬分析了在海平面上升和不同路徑臺風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)的共同影響下,近岸淺水區(qū)最大風(fēng)暴增水變化情況。研究表明,到2100年,氣候變暖效應(yīng)在瓊州海峽及鄰近海域引起的增水最大增幅為25.66%,而海平面上升和臺風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)的線性疊加為26.51%。海平面上升和臺風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)的共同影響下最大風(fēng)暴增水變化幅度略小于海平面上升和臺風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)的線性疊加。考慮到至2100年的氣候變暖效應(yīng)引起的風(fēng)暴增水變化,瓊州海峽北岸西部風(fēng)暴潮增水增加約26%,南岸西部和北岸東部風(fēng)暴潮增水增加約18%,南岸東部風(fēng)暴潮增水增加約13%;雷州灣灣底處風(fēng)暴潮增水增加約15%,雷州灣其余部分岸段風(fēng)暴潮增水增加約8%。考慮未來100年氣候變暖效應(yīng)引起的風(fēng)暴潮增水,建議海岸防潮堤作相應(yīng)提高。4.模擬分析了不同路徑臺風(fēng)下,氣候變暖和填海工程對�？跒匙畲箫L(fēng)暴增水的影響。結(jié)果表明,離岸1200m的填海方案更具合理性。到2100年,在離岸1200m的填海方案下,海口灣沿岸最大增水將增加19%;在離岸200m的填海方案下,最大增水將增加28%。工程建設(shè)會對海口灣沿岸風(fēng)暴潮產(chǎn)生影響,合理的建設(shè)方案可以降低風(fēng)暴潮的危害。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P731.23
【圖文】：

第二章 數(shù)值模型構(gòu)建與條件變量的確定證計算的穩(wěn)定，將臨界 CFL 數(shù)定義為 0.8，因模型長設(shè)為 1s，將最大時間步長設(shè)為 900s。程見 2.1，模型水位邊界為模型的兩條開邊界，通潮的調(diào)和常數(shù)（2M 、2S 、2N 、2K 、1K 、1O 、。陸地邊界法向流速為 0，初始條件中，初始水位其他參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，模型計算時需進(jìn)行干濕判定為 0.01m，濕深度設(shè)置為 0.1m。底摩擦，曼寧系設(shè)定 Smagorinsky 系數(shù)取 0.28。在進(jìn)行風(fēng)暴潮計算氣壓、最大風(fēng)速等數(shù)據(jù)可從中國氣象臺風(fēng)網(wǎng)上獲取

17圖 2-2 瓊州海峽及雷州灣網(wǎng)格 圖 2-3 海口灣網(wǎng)格本文基于前人[59-60]的模型進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，首先將外海區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)一步縮小，網(wǎng)格的數(shù)量，從而更加精確模擬出臺風(fēng)位于外海時對目標(biāo)區(qū)域的影響。同時在風(fēng)場建中將 B 參數(shù)隨臺風(fēng)移動而不斷變化，從而得到了更貼合實際的增水過程。本文通整網(wǎng)格，優(yōu)化 B 參數(shù)的選取，得到了更適合模擬瓊州海峽及鄰近海域的數(shù)值模型。

17圖 2-2 瓊州海峽及雷州灣網(wǎng)格 圖 2-3 海口灣網(wǎng)格本文基于前人[59-60]的模型進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，首先將外海區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)一步縮小，網(wǎng)格的數(shù)量，從而更加精確模擬出臺風(fēng)位于外海時對目標(biāo)區(qū)域的影響。同時在風(fēng)場建中將 B 參數(shù)隨臺風(fēng)移動而不斷變化，從而得到了更貼合實際的增水過程。本文通整網(wǎng)格，優(yōu)化 B 參數(shù)的選取，得到了更適合模擬瓊州海峽及鄰近海域的數(shù)值模型。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2782842