海平面上升作為世界性的環(huán)境問題,影響因素包括人類活動和氣候變化。受冰川融化和因氣候變暖導致的海洋熱膨脹的影響,過去100年海平面上升10-25厘米,且呈加速上升趨勢。珠江口在北回歸線以南,氣候全年溫暖潮濕,由8大口門組成,徑流匯入南海。其作為中國人口經(jīng)濟發(fā)展的重要區(qū)域,同時也是我國沿海風暴潮脆弱區(qū)之一,分析海平面上升對該地區(qū)風暴潮增水和波浪影響尤為重要。本文建立了ADCIRC+SWAN高精度波流耦合模型,考慮徑流和潮汐動力作用,研究了海平面上升及海平面上升和臺風強度增強共同作用對珠江口風暴潮增水和波浪的影響。論文主要內(nèi)容和結(jié)論如下：1.建立ADCIRC模型模擬了珠江口的潮波,并與實測站點對比,結(jié)果顯示模型的計算值與實測值的高低潮位和相位均吻合較好。同時結(jié)合Jelesnianski風場模型,建立ADCIRC+SWAN波流耦合模型,模擬臺風期間的風暴潮與臺風浪,模擬結(jié)果與實測結(jié)果吻合較好,這說明模型的潮邊界,糙率數(shù)值均設(shè)置合理,可以進一步分析海平面上升對該區(qū)域的影響。2.研究海平面上升0.5米和1米對珠江口風暴潮增水極值和波浪的影響。從結(jié)果可以看出,海平面上升導致的增水極值改變量近岸區(qū)域大于外海區(qū)域,增水極值差值空間分布不一致。海平面上升對近岸有效波高改變量比外海區(qū)域要顯著,有效波高差值受風速和水深的影響,隨海平面上升幅度增加,有效波高極值改變量也隨之增加。3.基于ADCIRC+SWAN波流耦合模型,分析臺風強度增加對風暴潮增水極值的影響。本文選用的臺風為0814號“黑格比”臺風和0313號“杜鵑”臺風,從結(jié)果可以看出,臺風強度增強對外海海域的風暴潮極值水位影響不大,對近岸淺水區(qū)域的影響較大。臺風強度對近岸海域的波高極值有不同程度的影響,且臺風強度增幅越大,有效波高極值增幅也越大。4.同時綜合考慮海平面上升和臺風強度增強的共同作用對珠江口風暴潮增水極值和波浪的影響,分析未來100年珠江口沿海區(qū)域面臨的威脅。海平面上升和臺風強度增大均對珠江口近岸波高有促進作用,兩者共同作用對珠江口沿岸區(qū)域人類生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生巨大威脅,應(yīng)采取相應(yīng)的防范措施。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：P731.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 海平面變化研究綜述
        1.2.2 風暴潮研究綜述
        1.2.3 海平面上升對風暴潮影響研究綜述
    1.3 論文研究內(nèi)容及意義
第二章 模型理論
    2.1 風暴潮模型
        2.1.1 ADCIRC簡介
        2.1.2 ADCIRC控制方程
    2.2 波浪模型
        2.2.1 SWAN簡介
        2.2.2 SWAN控制方程
    2.3 波流耦合模型
        2.3.1 模式介紹
        2.3.2 波流耦合模型建立思路
第三章 珠江口潮波模型建立及驗證
    3.1 模型的建立
        3.1.1 計算區(qū)域
        3.1.2 ADCIRC模型的基本設(shè)置
    3.2 模型的潮位驗證
第四章 珠江口風暴潮模型建立及驗證
    4.1 臺風的選取
    4.2 臺風模型
        4.2.1 最大風速半徑
        4.2.2 臺風氣壓場
        4.2.3 臺風風場
    4.3 臺風驗證
    4.4 風暴潮模型建立及驗證
        4.4.1 風暴潮模型建立
        4.4.2 ADCIRC模型設(shè)置
        4.4.3 SWAN模型設(shè)置
        4.4.4 風暴潮增水計算和驗證
        4.4.5 波浪計算和驗證
    4.5 輻射應(yīng)力對增水的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 海平面上升的影響
    5.1 珠江口海平面上升概況
    5.2 海平面上升對珠江口風暴潮的影響
        5.2.1 “黑格比”模擬結(jié)果分析
        5.2.2 “杜鵑”模擬結(jié)果分析
    5.3 海平面上升對珠江口有效波高的影響
        5.3.1 “黑格比”模擬結(jié)果分析
        5.3.2 “杜鵑”模擬結(jié)果分析
    5.4 海平面上升對代表性站點的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 海平面上升和臺風強度增強共同作用對風暴潮的影響
    6.1 氣溫升高對臺風強度的影響
    6.2 臺風強度增大對風暴潮極值水位的影響
        6.2.1 “黑格比”模擬結(jié)果分析
        6.2.2 “杜鵑”模擬結(jié)果分析
    6.3 臺風強度增大對風暴潮極值有效波高的影響
        6.3.1 “黑格比”模擬結(jié)果分析
        6.3.2 “杜鵑”模擬結(jié)果分析
    6.4 海平面上升和臺風強度增大共同作用對風暴潮極值水位的影響
        6.4.1 “黑格比”模擬結(jié)果分析
        6.4.2 “杜鵑”模擬結(jié)果分析
    6.5 海平面上升和臺風強度增大共同作用對有效波高的影響
        6.5.1 “黑格比”模擬結(jié)果分析
        6.5.2 “杜鵑”模擬結(jié)果分析
    6.6 代表性站點變化分析
    6.7 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介

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本文編號：2856380