基于數(shù)值模擬的咸潮上溯特性與評價指標研究
發(fā)布時間:2021-06-23 05:01
珠江河口水系河道縱橫交錯,河網(wǎng)密集,八口入海,其河口、河網(wǎng)和近海水域構成一個典型的多汊河口水流系統(tǒng),該系統(tǒng)受外海潮汐、波浪、上游徑流、風等多種因素作用,水動力環(huán)境極為復雜。珠江河口咸潮上溯具有明顯的密度層流結構的特征,其時空活動特性和動力特征相當復雜,再加上如此大范圍的區(qū)域?qū)崪y資料非常有限,因此單一的評價指標和傳統(tǒng)的實測資料統(tǒng)計方法難以對咸潮上溯情況做一個全面、合理的評估。本文的目的是結合數(shù)值模擬方法數(shù)據(jù)連續(xù)性強的優(yōu)點,嘗試建立珠江河口咸潮綜合評價指標,以期能對咸潮上溯情況做出快速、合理的評估。為此,本文引入了基于無結構三角形網(wǎng)格、有限體積法和三維海洋原始方程組的海洋河口模式FVCOM,充分利用其網(wǎng)格布置靈活的特點,對計算網(wǎng)格進行了優(yōu)化布置,實現(xiàn)了珠江河網(wǎng)-河口-近海大范圍高分辨率的三維斜壓數(shù)值模擬,并根據(jù)大量實測資料進行率定和驗證,證明該模式的精度能夠滿足計算要求;在該三維數(shù)值模式的基礎上對珠江河口咸潮活動時空特性和動力特征進行了分析,分析結果說明咸潮評價需要從時間、空間等不同方面綜合考慮,對咸潮上溯綜合評價指標體系的建立提出了原則性要求;結合數(shù)值模擬方法的獨特優(yōu)點和評價指標體系建立...
【文章來源】:中國海洋大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 研究背景
1.1.1 研究的意義和目的
1.1.2 課題來源
1.1.3 珠江水系概況
1.1.4 珠江河口地區(qū)咸潮災害影響
1.1.4.1 咸潮對珠江三角洲供水的影響
1.1.4.2 咸潮對珠江河口地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響
1.2 相關領域國內(nèi)外研究進展
1.2.1 國外咸潮上溯的研究進展
1.2.2 國內(nèi)咸潮上溯的研究進展
1.2.3 國內(nèi)外咸潮評價的研究進展
1.3 本文的研究內(nèi)容
第二章 珠江河網(wǎng)-河口-近海三維斜壓整體數(shù)值模式
2.1 模型介紹
2.1.1 模型特點
2.1.2 模型控制方程
2.1.2.1 直角坐標系下的原始方程
2.1.2.2 σ坐標下的控制方程
2.1.2.3 二維外模垂直積分方程
2.1.3 邊界條件
2.2 地形資料說明
2.3 模型率定和驗證
2.3.1 計算條件
2.3.1.1 計算范圍
2.3.1.2 計算網(wǎng)格及地形
2.3.1.3 邊界及初始條件
2.3.1.4 實測水文條件
2.3.2 驗證結果
2.3.3 驗證結果分析
2.3.3.1 潮位
2.3.3.2 流速、流向
2.3.3.3 鹽度
2.4 珠江河口咸潮活動特性和動力特征分析
2.4.1 珠江河口咸潮上溯的時間變化
2.4.1.1 咸潮上溯的日周期變化
2.4.1.2 咸潮上溯的半月周期變化——以磨刀門為例
2.4.1.3 咸潮上溯的季節(jié)變化
2.4.2 咸潮上溯的空間變化
2.4.2.1 鹽度平面分布特征——以磨刀門為例
2.4.2.2 鹽度垂向分布特征——以磨刀門水道為例
2.4.2.3 鹽水入侵距離
2.4.2.4 鹽淡水混合特征
2.5 咸潮上溯特征分析
第三章 咸潮上溯綜合評價指標體系的構建
3.1 評價指標體系構建和指標遴選的基本原則
3.2 數(shù)值模擬方法的特點
3.3 指標體系的初建
3.4 評價指標協(xié)調(diào)數(shù)模方法的理論遴選
3.4.1 咸潮上溯影響評價側面的遴選
3.4.2 各側面咸潮上溯評價指標的遴選
3.5 綜合評價指標的確定
3.5.1 咸潮上溯綜合評價理論模型
3.5.2 指標的正向化和無量綱化
3.5.3 指標權重的確定
3.5.4 咸潮上溯等級劃分
第四章 基于數(shù)值模擬方法的咸潮上溯綜合評價指標體系的應用
4.1 方案及計算條件介紹
4.2 指標的計算結果
4.2.1 時間參量指標
4.2.2 空間參量指標
4.2.3 含量參量指標
4.2.4 綜合評價指標
4.3 方案指標分析與咸潮上溯評價
4.3.1 方案一的指標分析評價
4.3.2 方案二的指標分析評價
4.3.3 方案三的指標分析評價
4.3.4 方案四的指標分析評價
4.3.5 方案五的指標分析評價
4.4 小結
第五章 結論
5.1 本文的主要結論
5.2 本文的主要創(chuàng)新點與不足之處
5.3 未來的研究工作方向和建議
參考文獻
附圖
致謝
個人簡歷
在學期間參加的研究項目
【參考文獻】:
期刊論文
[1]磨刀門水道枯季咸潮上溯規(guī)律分析[J]. 陳榮力,劉誠,高時友. 水動力學研究與進展A輯. 2011(03)
[2]無量綱化方法對拉開檔次法的影響分析[J]. 郭亞軍,馬鳳妹,董慶興. 管理科學學報. 2011(05)
[3]廣東沿海風暴潮災害應急管理初探[J]. 黃錦林,楊光華,曾進群,蘆妍婷. 災害學. 2010(04)
[4]基于水文學方法的珠江流域生態(tài)流量研究[J]. 張強,崔瑛,陳永勤. 生態(tài)環(huán)境學報. 2010(08)
[5]淺談水電建設項目后評價工作的實施及發(fā)展趨勢[J]. 鄧定棟. 四川水力發(fā)電. 2010(02)
[6]咸潮對城鎮(zhèn)供水水質(zhì)的影響及對策[J]. 李勇,陳超,張曉健,戴吉勝,許歡. 水利水電技術. 2008(10)
[7]咸潮分析評價方法與預測預報技術的探索與應用[J]. 劉斌,翁士創(chuàng),聞平. 人民珠江. 2007(06)
[8]感潮河段彎道水流的水力特性[J]. 魏炳乾,夏雙喜,內(nèi)島邦秀,早川博. 水動力學研究與進展A輯. 2007(01)
[9]特大咸潮對珠江入海河段環(huán)境要素的影響[J]. 殷建平,王友紹,徐繼榮,孫翠慈,張風琴,何磊. 熱帶海洋學報. 2006(04)
[10]新思路下的技術改造綜合后評價模型(上)[J]. 鄭建新,陳浩. 航天工業(yè)管理. 2006(02)
博士論文
[1]河網(wǎng)、河口及海岸整體聯(lián)解數(shù)值模式及其在珠江口咸潮上溯研究的應用[D]. 鄒華志.中國海洋大學 2010
碩士論文
[1]長江口杭州灣海洋動力要素對風場響應的FVCOM模擬研究[D]. 耿姍姍.南京信息工程大學 2011
[2]金融穩(wěn)定性評估模型及其應用研究[D]. 曾得利.湖南大學 2009
本文編號:3244283
【文章來源】:中國海洋大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 研究背景
1.1.1 研究的意義和目的
1.1.2 課題來源
1.1.3 珠江水系概況
1.1.4 珠江河口地區(qū)咸潮災害影響
1.1.4.1 咸潮對珠江三角洲供水的影響
1.1.4.2 咸潮對珠江河口地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響
1.2 相關領域國內(nèi)外研究進展
1.2.1 國外咸潮上溯的研究進展
1.2.2 國內(nèi)咸潮上溯的研究進展
1.2.3 國內(nèi)外咸潮評價的研究進展
1.3 本文的研究內(nèi)容
第二章 珠江河網(wǎng)-河口-近海三維斜壓整體數(shù)值模式
2.1 模型介紹
2.1.1 模型特點
2.1.2 模型控制方程
2.1.2.1 直角坐標系下的原始方程
2.1.2.2 σ坐標下的控制方程
2.1.2.3 二維外模垂直積分方程
2.1.3 邊界條件
2.2 地形資料說明
2.3 模型率定和驗證
2.3.1 計算條件
2.3.1.1 計算范圍
2.3.1.2 計算網(wǎng)格及地形
2.3.1.3 邊界及初始條件
2.3.1.4 實測水文條件
2.3.2 驗證結果
2.3.3 驗證結果分析
2.3.3.1 潮位
2.3.3.2 流速、流向
2.3.3.3 鹽度
2.4 珠江河口咸潮活動特性和動力特征分析
2.4.1 珠江河口咸潮上溯的時間變化
2.4.1.1 咸潮上溯的日周期變化
2.4.1.2 咸潮上溯的半月周期變化——以磨刀門為例
2.4.1.3 咸潮上溯的季節(jié)變化
2.4.2 咸潮上溯的空間變化
2.4.2.1 鹽度平面分布特征——以磨刀門為例
2.4.2.2 鹽度垂向分布特征——以磨刀門水道為例
2.4.2.3 鹽水入侵距離
2.4.2.4 鹽淡水混合特征
2.5 咸潮上溯特征分析
第三章 咸潮上溯綜合評價指標體系的構建
3.1 評價指標體系構建和指標遴選的基本原則
3.2 數(shù)值模擬方法的特點
3.3 指標體系的初建
3.4 評價指標協(xié)調(diào)數(shù)模方法的理論遴選
3.4.1 咸潮上溯影響評價側面的遴選
3.4.2 各側面咸潮上溯評價指標的遴選
3.5 綜合評價指標的確定
3.5.1 咸潮上溯綜合評價理論模型
3.5.2 指標的正向化和無量綱化
3.5.3 指標權重的確定
3.5.4 咸潮上溯等級劃分
第四章 基于數(shù)值模擬方法的咸潮上溯綜合評價指標體系的應用
4.1 方案及計算條件介紹
4.2 指標的計算結果
4.2.1 時間參量指標
4.2.2 空間參量指標
4.2.3 含量參量指標
4.2.4 綜合評價指標
4.3 方案指標分析與咸潮上溯評價
4.3.1 方案一的指標分析評價
4.3.2 方案二的指標分析評價
4.3.3 方案三的指標分析評價
4.3.4 方案四的指標分析評價
4.3.5 方案五的指標分析評價
4.4 小結
第五章 結論
5.1 本文的主要結論
5.2 本文的主要創(chuàng)新點與不足之處
5.3 未來的研究工作方向和建議
參考文獻
附圖
致謝
個人簡歷
在學期間參加的研究項目
【參考文獻】:
期刊論文
[1]磨刀門水道枯季咸潮上溯規(guī)律分析[J]. 陳榮力,劉誠,高時友. 水動力學研究與進展A輯. 2011(03)
[2]無量綱化方法對拉開檔次法的影響分析[J]. 郭亞軍,馬鳳妹,董慶興. 管理科學學報. 2011(05)
[3]廣東沿海風暴潮災害應急管理初探[J]. 黃錦林,楊光華,曾進群,蘆妍婷. 災害學. 2010(04)
[4]基于水文學方法的珠江流域生態(tài)流量研究[J]. 張強,崔瑛,陳永勤. 生態(tài)環(huán)境學報. 2010(08)
[5]淺談水電建設項目后評價工作的實施及發(fā)展趨勢[J]. 鄧定棟. 四川水力發(fā)電. 2010(02)
[6]咸潮對城鎮(zhèn)供水水質(zhì)的影響及對策[J]. 李勇,陳超,張曉健,戴吉勝,許歡. 水利水電技術. 2008(10)
[7]咸潮分析評價方法與預測預報技術的探索與應用[J]. 劉斌,翁士創(chuàng),聞平. 人民珠江. 2007(06)
[8]感潮河段彎道水流的水力特性[J]. 魏炳乾,夏雙喜,內(nèi)島邦秀,早川博. 水動力學研究與進展A輯. 2007(01)
[9]特大咸潮對珠江入海河段環(huán)境要素的影響[J]. 殷建平,王友紹,徐繼榮,孫翠慈,張風琴,何磊. 熱帶海洋學報. 2006(04)
[10]新思路下的技術改造綜合后評價模型(上)[J]. 鄭建新,陳浩. 航天工業(yè)管理. 2006(02)
博士論文
[1]河網(wǎng)、河口及海岸整體聯(lián)解數(shù)值模式及其在珠江口咸潮上溯研究的應用[D]. 鄒華志.中國海洋大學 2010
碩士論文
[1]長江口杭州灣海洋動力要素對風場響應的FVCOM模擬研究[D]. 耿姍姍.南京信息工程大學 2011
[2]金融穩(wěn)定性評估模型及其應用研究[D]. 曾得利.湖南大學 2009
本文編號:3244283
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