基于無(wú)結(jié)構(gòu)三角網(wǎng)格的FVCOM海洋模式,以K₁、O₁、P₁、Q₁、M₂、S₂、N₂和K₂ 8大分潮調(diào)和常數(shù)為驅(qū)動(dòng),建立了大連灣海域的高分辨率三維水動(dòng)力數(shù)值模型。通過(guò)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比,該模型可以較好地模擬大連灣海域的水動(dòng)力特征。在此基礎(chǔ)上疊加DYE-RELEASE模塊,模擬了大連灣整體和分區(qū)域的水交換過(guò)程,以半交換時(shí)間作為評(píng)價(jià)指標(biāo)分析了水交換能力。模擬結(jié)果顯示:示蹤物質(zhì)釋放初始時(shí)刻對(duì)大連灣整體的半交換時(shí)間有影響,平均半交換時(shí)間為9.6 d～12.3 d。對(duì)比大、小潮期間的物質(zhì)輸運(yùn)過(guò)程,大潮期間海灣平均示蹤物質(zhì)濃度下降速度更快,水交換能力更強(qiáng)。大連灣的半交換時(shí)間的空間分布特征表現(xiàn)為距離灣口越近,半交換時(shí)間越短;相同距離下,西南部較東北部半交換時(shí)間短。大連灣中部水交換能力最強(qiáng),其次是紅土堆子灣,甜水套灣和臭水套灣最差。 

【文章來(lái)源】：海洋環(huán)境科學(xué). 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

大連灣A、B、C站的海流驗(yàn)證

為了對(duì)大連灣的整體和分區(qū)域的水交換能力有全面的認(rèn)識(shí),本文基于無(wú)結(jié)構(gòu)的三角網(wǎng)格在大連灣海域建立了高分辨率的FVCOM三維水動(dòng)力數(shù)值模型,利用半交換時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)大連灣的水交換能力。半交換時(shí)間,是保守物質(zhì)濃度降低為初始濃度一半所需要的時(shí)間,在一定程度上表征了海灣的水交換能力,在欽州灣[2]、膠州灣[6]、丁字灣[7]等海灣均有所應(yīng)用,是研究文獻(xiàn)采用較多的指標(biāo)。本文開(kāi)展了大連灣內(nèi)保守物質(zhì)不同釋放時(shí)間對(duì)海灣整體半交換時(shí)間的影響、灣內(nèi)保守物質(zhì)濃度的時(shí)間演變過(guò)程、半交換時(shí)間的空間分布、不同區(qū)域的半交換時(shí)間等方面的研究工作,力求較為完整的反映大連灣在潮動(dòng)力條件下的水交換能力特征,以期為大連灣生態(tài)排污的管理決策提供技術(shù)支持。1 材料與方法

模型區(qū)域計(jì)算范圍121.48°E—122.18° E、38.64°N—39.08° N,計(jì)算面積為1333 km2,模型共有17724個(gè)節(jié)點(diǎn),33151個(gè)三角元,計(jì)算區(qū)域和網(wǎng)格分布見(jiàn)圖2。開(kāi)邊界處分辨率為700 m,由外海向近岸逐漸加密,近岸分辨為100 m。模型采用中國(guó)近海的海圖水深數(shù)據(jù),統(tǒng)一到平均海面,將水深數(shù)據(jù)插值到網(wǎng)格上,垂向采用σ坐標(biāo),共分為11層。開(kāi)邊界采用水位強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng),利用全球海洋潮汐模型TPXO7.2提供的8大分潮(K1、O1、P1、Q1、M2、S2、N2、K2)預(yù)報(bào)水位,固邊界采用無(wú)滑動(dòng)邊界條件。另外,為了減少能量在開(kāi)邊界處的堆積,采用海綿條件使模型更加穩(wěn)定。模型采用模態(tài)分離的算法提高計(jì)算效率,根據(jù)CFL數(shù)值穩(wěn)定性條件,確定模型外模時(shí)間步長(zhǎng)1 s,內(nèi)模時(shí)間步長(zhǎng)10 s。模型從靜止開(kāi)始啟動(dòng),不考慮溫鹽的影響所造成的斜壓效應(yīng)。1.2.2 模式驗(yàn)證

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]欽州灣水交換能力數(shù)值模擬研究[J]. 陳振華,夏長(zhǎng)水,喬方利.  海洋學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]珠江口及鄰近海域潮汐環(huán)流數(shù)值模擬Ⅱ——河口水交換和物質(zhì)輸運(yùn)分析[J]. 丁芮,陳學(xué)恩,曲念東.  中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(07)
[3]臺(tái)風(fēng)對(duì)杭州灣水交換影響的定量研究[J]. 許靈靜,楊波,江文勝.  中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[4]異常大風(fēng)對(duì)膠州灣水交換影響的數(shù)值研究[J]. 劉睿,張學(xué)慶,王興,辛力,孫鵬.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2016(02)
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[6]基于質(zhì)點(diǎn)追蹤方法的渤海水交換特性[J]. 張宇銘,張淑芳,宋朝陽(yáng),吳克儉.  海洋環(huán)境科學(xué). 2014(03)
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碩士論文
[1]膠州灣水交換數(shù)值研究[D]. 曹振東.中國(guó)海洋大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3225915