發(fā)布時(shí)間：2017-12-09 01:15

  本文關(guān)鍵詞：珠江口及鄰近海域環(huán)流潮汐高分辨率數(shù)值模擬研究

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【摘要】：綜合前人對(duì)珠江口海域水動(dòng)力與水交換研究的空白及其特征和環(huán)境現(xiàn)狀等因素的考慮,本文采用無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格三維有限體積海洋模式FVCOM,基于高精度的水深和岸線資料,建立了覆蓋珠江口及鄰近海域的三維正壓高分辨率數(shù)值模型,對(duì)珠江口及鄰近海域的潮汐、潮流、余流及潮能通量等特征進(jìn)行了分析,主要結(jié)論有：(1)通過(guò)模型結(jié)果與驗(yàn)潮站實(shí)測(cè)資料對(duì)比驗(yàn)證表明,前四個(gè)主要分潮振幅和遲角的誤差均低于2%,并且較前人的模式準(zhǔn)確度有了一定程度提高,說(shuō)明模型能夠較準(zhǔn)確地刻畫(huà)珠江口及鄰近海域的潮汐、潮流等水動(dòng)力特征。(2)珠江口海域潮汐為不正規(guī)半日潮,潮型數(shù)大致介于1.1-1.3之間,M2分潮占主導(dǎo)地位。(3)四個(gè)主要分潮(M2、S2、K1、O1)在淺海陸架區(qū)傳播時(shí),等振幅線分布上大致呈東北—西南走向,并且越往西傳播等振幅線趨于平行岸界。等位相線大致與等振幅線垂直,呈西北—東南方向。潮波傳到珠江口附近,分為兩支,支繼續(xù)向西傳播,一支轉(zhuǎn)為向北進(jìn)入珠江河口。向河口內(nèi)傳播時(shí),潮波的傳播具有前進(jìn)潮波的特征。分潮振幅逐漸變大,等振幅線均偏西北—東南向,這是由于東側(cè)水深較深,是潮波傳播主要通道而西側(cè)淺灘會(huì)引起能量損耗。同時(shí),河口區(qū)等位相線比口門(mén)外陸架海域的密集,河口水深變淺與岸界阻礙使傳播速度減慢;其分布東側(cè)稀疏西側(cè)密集,說(shuō)明東側(cè)潮波傳播較快。從灣口傳播到灣頂,半日分潮歷時(shí)約2小時(shí),全日分潮歷時(shí)約1.3小時(shí)。(4)四個(gè)主要分潮在淺海陸架區(qū)以旋轉(zhuǎn)流為主,且每個(gè)分潮在不同位置都有一條界線,界線以東為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)流,以西為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)流。半日分潮在淺海陸架區(qū)有明顯的旋轉(zhuǎn)潮流,全日分潮在同一區(qū)域的旋轉(zhuǎn)潮流較弱。在珠江河口內(nèi)以往復(fù)流為主,潮流流速是陸架海域的1-2倍,航道區(qū)流速最大,西側(cè)淺灘處流速較小,潮流總體上呈東強(qiáng)西弱,并且落急流速大于漲急流速,落潮歷時(shí)長(zhǎng)于漲潮歷時(shí)。潮流橢圓傾斜的方向大體為西北-東南：河口內(nèi)以淇澳島、內(nèi)伶仃島和深圳灣的連線為界,潮流運(yùn)動(dòng)基本在北部為逆時(shí)針而在南部為順時(shí)針。(5)由于地形和岸線的作用,在伶仃洋外島嶼分布區(qū),珠江口航道區(qū),深圳灣內(nèi),淇澳島及內(nèi)伶仃島周?chē)?大濠島附近,均存在較強(qiáng)的渦旋結(jié)構(gòu)。在河口內(nèi),由于潮汐與地形的非線性相互作用以及徑流下泄,在航道區(qū)會(huì)有向南的流動(dòng),而在河口西側(cè)淺灘處會(huì)有向北的流動(dòng),形成一個(gè)環(huán)流結(jié)構(gòu)；同時(shí)在磨刀門(mén)和珠江口內(nèi)四大口門(mén)區(qū)等區(qū)域產(chǎn)生余流高值區(qū)。余流南下進(jìn)入外海時(shí),受科氏力和地形作用大部分向西流動(dòng)。(6)利用斷面計(jì)算得內(nèi)灣納潮量為3.82×108m3,外灣納潮量為7.60×108m3。外海傳入的潮流能通量大部分自南向北在珠江口內(nèi)匯聚,淇澳島周?chē)绷髂芡砍誓鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。在珠江河口東,西航道區(qū)形成潮流能通量高值區(qū),量值最大可達(dá)10KW/m,在大鵬灣,大亞灣,深圳灣內(nèi),淇澳島附近潮流能通量量值較小,在0～1KW/m之間。同時(shí),本文也對(duì)珠江口及鄰近海域的水交換和物質(zhì)輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)行了研究,著重分析了在潮汐、徑流、季風(fēng)場(chǎng)三種因素影響下該海域的水交換特征。主要結(jié)論有：(1)對(duì)珠江口示蹤物滯留時(shí)間分析表明,只考慮潮汐作用時(shí),珠江口內(nèi)灣水交換能力很弱,示蹤物滯留時(shí)間在90天以上；加入徑流、風(fēng)應(yīng)力作用后內(nèi)灣水交換能力變強(qiáng),河口中西部區(qū)域滯留天數(shù)最小(在5-30天之間),但淇澳島以南以及河口東側(cè)區(qū)域滯留時(shí)間較大,示蹤物滯留時(shí)間等值線大致呈西北-東南走向。在枯水期,淇澳島以南區(qū)域滯留時(shí)間減小,但河口東側(cè)滯留天數(shù)大于90天的區(qū)域有所增大。在豐水期,河口示蹤物平均濃度最低,為0.34,滯留時(shí)間最短,自西向東由10天逐漸過(guò)渡為90天以上。(2)對(duì)不同海域之間的水交換分析表明,徑流量與季風(fēng)場(chǎng)作用會(huì)影響各區(qū)域的水交換能力�？菟跁r(shí),珠江河口內(nèi)部分粒子進(jìn)入黃茅海；豐水期時(shí),珠江河口內(nèi)部分粒子可抵達(dá)大鵬灣,大亞灣內(nèi)。珠江內(nèi)河區(qū)四大口門(mén)以及伶仃洋海區(qū),磨刀門(mén)海區(qū)由于強(qiáng)徑流作用水交換能力最強(qiáng)：深圳灣,大鵬灣,大亞灣由于余流渦旋結(jié)構(gòu)和岸界粘滯作用與外海的水交換能力較弱。(3)珠江口海域粒子追蹤試驗(yàn)表明,徑流和風(fēng)應(yīng)力作用會(huì)不同程度影響口門(mén)處粒子運(yùn)動(dòng)。在枯水期,粒子向西運(yùn)動(dòng),珠江河口內(nèi)口門(mén)處粒子會(huì)進(jìn)入黃茅海；洪奇門(mén)、磨刀門(mén)與雞啼門(mén)處粒子位移最大,90天內(nèi)可達(dá)285km；在豐水期,粒子向東運(yùn)動(dòng),珠江河口內(nèi)口門(mén)處粒子可抵達(dá)大亞灣,大鵬灣；橫門(mén)處粒子位移最大,90天內(nèi)可達(dá)190km,且粒子運(yùn)動(dòng)呈螺旋狀推進(jìn)。
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P731.23

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本文編號(hào)：1268539