湛江湾三维潮汐潮流数值模拟
1522号台风“彩虹”在雷州半岛东部海域的风暴潮研究
1522号台风“彩虹”在雷州半岛东部海域的风暴潮研究熊梦婕;章卫胜;张金善;殷成团【摘要】建立了三重嵌套的高分辨率二维风暴潮与天文潮耦合数值模型,研究了雷州半岛东部海域风暴增水的时空分布规律及其产生原因.模拟结果表明:1522号强台风“彩虹”在雷州半岛东部海域引起的风暴增水呈现由南向北逐渐增加的趋势,分布大致以台风路径为界:台风路径右侧的南三水道、鉴江等地发生2.8m以上的强烈增水,向岸东南风的持续影响与向西凹进的海湾地形是引起当地风暴增水的两个主要因素;台风路径左侧的雷州湾西岸则发生了显著的减水现象,南渡站的实测最大减水值达到2.11m,与台风登陆前后当地受离岸风的作用有关.%A two-dimensional numerical model coupled with storm surge and astronomical tide,with a high resolution and three domain nested grid,is established to study the temporal and spatial distribution characteristic of the strom surge in typhoon Mujigae (1522).The simulation results show that the strom surge pattern in the east of Leizhou Peninsula is divided by the typhoon track.The right-side regions of the typhoon track,such as the Nansan Channel and the Jian River,are characterized by intense surge.The surge depends on the special topography of westward-curved bay shape and the sustained onshore wind before landing.While,the left-side regions of the typhoon track,such as the west coast of the Leizhou Bay,where suffered offshore west wind around the landfall of typhoon,are characterized by significant set-down.The maximum set-down reaches-2.11 m at Nandu.【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2017(034)006【总页数】8页(P57-64)【关键词】台风;雷州半岛;数值模拟;风暴增水;风暴减水【作者】熊梦婕;章卫胜;张金善;殷成团【作者单位】南京水利科学研究院,江苏南京210024;水文水资源与水利工程国家重点实验室,江苏南京210024;南京水利科学研究院,江苏南京210024;水文水资源与水利工程国家重点实验室,江苏南京210024;南京水利科学研究院,江苏南京210024;水文水资源与水利工程国家重点实验室,江苏南京210024;南京水利科学研究院,江苏南京210024;水文水资源与水利工程国家重点实验室,江苏南京210024【正文语种】中文【中图分类】P731.23雷州半岛地处中国大陆最南端，西临北部湾，南与海南岛隔琼州海峡相望，夏秋季热带气旋活动频繁，是我国遭受台风暴潮灾害最严重的岸段之一。
湛江东海岛近岸潮流场数值模拟
的开挖对湛江主航道影响很小 。工程建设只改变 了工 程区海 域的局部 流态 ， 并且新 开挖航 道 的水 动力
条件有助于船舶顺流进港 。 关键词 ： 江湾 ；Ｄ ＩＣ潮流模 型 ； 湛 Ａ ＣＲ 亚网格模型 ； 潮流场 中图分类号 ： ３ ． ； ４ ． Ｐ７ １２ Ｏ２２ １ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０５ ４３ ２０ ）５ ３５—０ １０ 一Ｓ４ （０ ７０ —０２ ６
潮 流流速 ０５ ． ／。湛 江港规 划 为调顺 岛 、 ． ～１５ｍ ｓ 霞海 、 山 、 霞 宝满 、 东海 岛 、 南三 岛 、 头七 大港 区 。在东 海 岛 坡
港区建设原油 、 矿石专用码头 ， 以发展集装箱 、 石油、 散货中转运输为主。拟建的中海油气开发利用公司广东 沥 青项 目码 头 工程位 于湾 内东 海 岛东北 部 ， 紧邻 湾 口 ， 南 三 岛 、 呈 岛 、 头 山 岛 和东 海 岛 天然 屏 障 的环 有 特 东 绕， 掩护条 件较 好 。港址岸 线距 湛 江港 ２ 万 吨级 航道 南三 岛西航 道段 １ｋ ５ ｍ左右 ， 规划 建设 原油 进 口及 成 品
李国杰 ， 胡建平
（ 中交第 二航务 工程 勘察 设 计院有 限公 司 ， 武汉 ４０７ ） ３０１
摘 要 ： Ｓ ａｏ ｎｋ 亚网格模型引入 Ａ ＣＲ 将 ｍ ｇｒ ｓｙ ｉ Ｄ Ｉ Ｃ潮流模型求解涡粘性 系数 ， 使模 型在模 拟近岸潮 流方 面
更加合理 。为进一步揭示 中海油气开发利用公 司广东 沥青项 目码头工 程海 域的潮流 变化 ， 利用改 进的 Ａ ＣＲ Ｄ ＩＣ模 型对 湛江东海 岛海 域潮流场进行 了合理地模 拟和分析 。结果表 明该工程 港池和 进港支航 道
湛 江湾是 一个半 封 闭 的海 湾 ， 口为沟通 湛 江湾 与外海 的主要通 道 ， 湾顶 处有 遂溪 河及 其若 干小支 流 湾 在
防城港码头工程前后潮流场的数值模拟
防城港码头工程前后潮流场的数值模拟
方建章;曾小辉
【期刊名称】《水道港口》
【年(卷),期】2007(028)005
【摘要】基于双时间层的有限差分方法(ADI),建立了水深平均二维浅水潮流数学模型,采用逆风格式和追赶法求解二维浅水方程,在对模型进行潮位验证和潮流验证的基础上,对防城港码头工程实施前后的潮流场进行了数值模拟研究.研究表明:该工程建设不会减少湾内纳潮量,不会对海域水动力学条件产生较大影响,只会对码头附近产生较小影响.
【总页数】6页(P331-336)
【作者】方建章;曾小辉
【作者单位】中交第二航务工程勘察设计院有限公司,武汉,430071;中交第二航务工程勘察设计院有限公司,武汉,430071
【正文语种】中文
【中图分类】P731.23;O242.1
【相关文献】
1.平面形状不规则高桩码头对河道流场影响的数值模拟研究 [J], 刘立霞;周柏奎
2.高桩码头对河道流场影响数值模拟方法研究现状与展望 [J], 吕宏;吴飞
3.高桩码头对河道流场影响的数值模拟 [J], 李光炽;周晶晏;张贵寿
4.渤海湾半日潮平均大潮（m2＋s2）潮流场数值模拟研究 [J], 韩天
5.高桩码头桩群对河道流场影响的数值模拟 [J], 吴飞
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广东流沙湾4个测站2个周日潮流观测的准调和分析
关键词： 洋动 力学 ； 海 潮流 ； 准调 和分析 ； 余流 ； 日变化 ； 沙湾 周 流
Ｄ ： ０ ３ ６ ／ ． Ｓ Ｎ． ０ ０ ８ ６ ． ０ ０． ３ ０ ６ ＯＩ １ ． ９ ９ Ｊ Ｉ Ｓ １ ０ — １ ０ ２ １ ０ ． １
中图 分 类 号 ：７ １ ２ Ｐ ３ ．
中查 得¨ ． ｊ但有关 流沙 湾潮流 特征 的详细报 道 尚未 见 到． 研究 利用 流沙 湾 ４个测 站 ２个 周 日的观 测 资料 ， 本
对 流沙湾 的潮 流进行 准调 和分析 ， 以便进 一步得 出该 海 区潮 流 的一 些特 征．
１ 观 测 资料 及 处 理 方法
本文采用 ２ ０ ０ ８年 ５月 ８日 １ ：０至 ２ ０ ００ ０ ８年 ５月 ９日 １ ：ｏ 大潮 ） ２ ０ ０ｏ（ 和 ０ ８年 ５月 １ ５日 １ ：０至 ２ ０ ００ ０８
收 稿 日期 ：０ ００ ．５ ２ １－２２
基 金 项 目 ： 东 省 科技 计 划 资 助 项 目（ ０７ ０ ２ ００ ４ 广 ２０ Ａ ３ ６０ ０ ） 作 者简 介 ：张静 （９ ７～） 女 ， １７ ， 讲师 ， 士 生 ； － ｉ ｊｕｊ １６ ＣＩ 博 Ｅｍａ ：ｚ ｚ ２ ．Ｏｌ ｌ ｏ ＠ ｌ 通讯 作 者 ： 省 利 （ ９ ３～）男 ， 授 ； — ｉ： ｉ ｌｕ ＠ １６ ｃｒ 孙 １６ ， 教 Ｅｍａ ｘｎ ｉ ｎ ２ ．ｏ ｌ ｇｓ ｎ
年 ５月 １ ６日 １ ：０ 小 潮 ） 流沙 湾 ４个 站位进行 的 ２个 周 日连续 ２ ００ （ 对 ５ｈ的潮 流 观测 资 料 （ 取样 时 间 间隔 为
１ｈ ， ） 根据潮 流准 调和分 析原理 Ｊ通过 不引入 差 比数 的方法 计算各 站位 表层 （ ．Ｈ） 中层 （ ．Ｈ） 底层 ， ０２ 、 ０６ 、 （ ．Ｈ） ０ 、 。Ｍ２Ｓ 、 、 ６个 主要 分 潮 流 的 调 和 常数 、 圆要 素 、 流． 中 Ｈ 为调 查期 间 的水 ０ ８ 的 Ｋ 、 、 Ｍ４ＭＳ共 椭 余 其
水东湾潮流特征分析及三维数值模拟
水东湾潮流特征分析及三维数值模拟冯少金【摘要】基于水东湾海域利用现状及水环境综合整治工作的迫切需要,对其海洋水文要素开展野外调查,以清晰理解其潮流特征,并据此进行潮流三维数值模拟.调查结果显示,水东湾观测期间的实测潮差在2.6～2.9 m之间,平均潮差约2.8m,湾口潮差最大,湾顶海域潮差最小,涨潮历时略长于落潮,属不正规半日潮;各观测站位的最大流速相差较大,最高值出现在湾口深槽,为134 cm/s,最低值出现在湾顶浅海海域,为31 cm/s,最大流速水平分布基本上呈现为从湾口向湾顶递减态势.模拟结果显示,水东湾内潮流基本沿潮汐通道呈往复流动,涨潮流向介于280°～300°之间,流速在0.28 ～1.36m/s范围内变化;落潮流向介于128° ～180°之间,流速在0.56 ～ 1.44 m/s范围内变化,流矢受地形限制显著.%In view of the status quo for comprehensive improvement of the Shuidong Bay water environment,the field investigation of hydrological elements is carried out to understand the characteristics of tidal current with three-dimensional numerical simulation.The result shows that the measured tidal range is between2.6 ～ 2.9m,the average tidal range is about 2.8m.The tidal range of bay mouth is the highest and it is the lowest around the top of the bay.The flooding time is slightly longer than the ebb tides and it is the irregular semidiurnal tide.The maximum flow velocity of each observation stations varies widely.While the highest value 134cm/s is in the deep trough,the lowest value 31 cm/s is in shallow sea area.Basically the distribution of the maximum flow velocity in horizontal direction is descending from the mouth to the top of bay.The simulation results show that the tidal currentof Shuidong Bay is reciprocating flow along the tidal channel.The flood current between 280° ～300°,current velocity changes within 0.28 ～1.36m/s.And the ebb flow between 128° ～180°,current velocity changes within 0.56 ～ 1.44m/s.Flow vector is affected significantly by topography.【期刊名称】《应用海洋学学报》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】8页(P333-340)【关键词】海洋水文学;FVCOM;数值模拟;潮流;潮汐;水东湾【作者】冯少金【作者单位】广东海洋大学数学与计算机学院,广东湛江524088【正文语种】中文【中图分类】P731水东湾地处茂名南部，为半封闭的海湾，湾口口门狭窄，湾内水域宽阔，面积约为32 km2.湾内海底地形复杂，深槽分布显著，滩涂面积大.其中，湾口处深槽水深均大于10 m，湾中部水东岛两侧深槽水深约达6 m，湾顶部分多为浅滩，水深较浅.湾内受地形掩护，波浪较小，海洋动力环境以潮流作用为主[1].近十年来，受海水养殖业快速发展冲击，水东湾内挖塘、围网、筑坝养殖等乱象丛生，直接改变湾内潮流形态，水体交换能力急剧下降，水质环境恶化，淤积严重[2].随着我国海洋生态文明建设的向前推进，水东湾综合整治工作势在必行.因此，有必要就水东湾的潮流特征进行分析，并借助三维数值模拟技术研究其潮流过程，为后续的清淤行动和自然港湾风貌的恢复提供理论参考.本研究以野外观测数据为依据，分析水东湾的潮流特征，并基于三维潮流数值模拟技术，应用FVCOM海洋模式，研究水东湾的潮流过程.1 水东湾潮流特征分析1.1 潮流观测站位为获得水东湾的潮流观测数据，于2015年10月19～20日(大潮期)进行了海洋水文野外调查，主要内容有潮汐水位以及潮流流速、流向等水文要素，并沿垂向分为表层、中层和底层共3个观测层次(0.2H、0.4H、0.8H，H为水深)，观测时段共25 h(2015年10月19日10：00至20日10：00)，观测频率为1h.本次潮流野外调查共布设5个观测站位(V1-V5)，具体如图1所示.图1 水东湾潮流观测站位分布Fig.1 Distribution of tidal current observation stations in Shuidong Bay1.2 潮流观测结果及特征分析本次水东湾海洋水文调查各观测站位的潮位时间序列见图2，各观测站位的潮流流速、流向时间序列如图3～ 7所示，潮流特征统计如表1所示.图2 2015年10月水东湾各观测站位潮位时间序列Fig.2 Time series of each tidal observation stations in Shuidong Bay in October 2015图3 2015年10月水东湾V1站潮流流速、流向时间序列Fig.3 Time series of current velocity and direction of station V1 in Shuidong Bay in October 2015图4 2015年10月水东湾V2站潮流流速、流向时间序列Fig.4 Time series of current velocity and direction of station V2 in Shuidong Bay in October 2015图5 2015年10月水东湾V3站潮流流速、流向时间序列Fig.5 Time series ofcurrent velocity and direction of station V3 in Shuidong Bay in October 2015图6 2015年10月水东湾V4站潮流流速、流向时间序列Fig.6 Time series of current velocity and direction of station V4 in Shuidong Bay in October 2015图7 2015年10月水东湾V5站潮流流速、流向时间序列Fig.7 Time series of current velocity and direction of station V5 in Shuidong Bay in October 2015表1 水东湾潮流特征统计Tab.1 Statistics of tidal current characteristicin Shuidong Bay站位最大流速流速/cm·s-1流向发生时刻说明V164241°2015-10-20 08:00中层涨潮流速V231318°2015-10-20 08:00表层涨潮流速V3119286°2015-10-19 20:00表层涨潮流速V478345°2015-10-19 20:00表层涨潮流速V5134147°2015-10-20 03:00表层落潮流速从水东湾海洋水文调查结果可知，各观测站位实测的潮差在2.6～2.9 m之间，平均潮差约为2.8 m，观测期间最大潮差出现在湾口位置(V5站)，最小潮差出现在湾顶位置(V1站)；涨潮历时长于落潮历时；在一日内出现两次高潮和两次低潮，潮高和潮时日内不等，属不正规半日潮[3].从水东湾各观测站位的实测潮流结果可知，最大流速的最高值出现在水东湾湾口深槽(V5站)的表层落潮流速，流速为134 cm/s，流向为147°；最大流速的最低值出现在湾顶浅海海域(V2站)的表层涨潮流速，流速为31 cm/s，流向为318°.同时，各观测站位最大流速相差较大，其中水东湾湾口深槽(站位V5)流速最高，湾内深槽处(V3站)的流速次之，湾顶浅海海域(V2站)的流速最低，最大流速水平分布基本上呈现为从湾口向湾顶递减态势.从潮流和潮位的对应关系也可知，各站位潮流的转流发生在高潮和低潮时刻附近，最大流速出现在高潮和低潮的中间时刻，潮波主要呈驻波性质.总的来说，水东湾除湾口和湾内深槽水深较深、流速较大之外，其余部分海域水深较浅，潮流的分层不明显，各层流速相差不大，表层流速略大于中底层流速.从流向上看，潮流流向与水道地形基本一致，在湾口和湾内呈NW—SE走向，受地形约束显著.水东湾各站位中层潮流玫瑰图如图8所示，从图8可知，水东湾海域各观测站位最大流速的涨、落潮流路与水道地形有良好的匹配关系，流向基本与湾内深槽水道一致，流矢受地形约束明显，且基本与岸线或水道平行，各观测站位均呈现出较显著的往复流特征；而各观测站位最小流速方向相对来说较无规律，一方面由于最小流速能量较小，难以保持惯性运动，另一方面是由于复杂的海底地形和底摩擦引起的.湾口各观测站位的涨落潮流基本呈NW—SE向运动；而湾内因受深槽和大洲岛地形的影响，涨落潮流一分为二，一股潮流继续维持NW—SE向运动，另一股潮流则向W偏转为W—E向运动.图8 水东湾各观测站位中层潮流玫瑰图Fig.8 Middle tidal current rose chart at each observation stations in Shuidong Bay1.3 余流特征分析水东湾各观测站位欧拉余流统计如表2所示，从表中可以看出，水东湾内地形复杂，水道、浅滩复杂分布，但湾内余流场分布较为有序，流路规律也显著.最大余流速度为11 cm/s，最小余流速度为0 cm/s，均值约为3 cm/s，余流场水平分布基本呈现从湾口向湾顶递减的态势；除观测站位V4表层余流流向基本指向湾内，其余各观测站余流流向均指向湾外，表明水东湾物质运输朝湾外进行，有利于湾内物质的稀释.整体而言，各站位表、中、底层余流值变化基本一致.表2 水东湾欧拉余流统计Tab.2 Euler residual current statistics in Shuidong Bay站位表层中层底层流速/cm·s-1流向流速/cm·s-1流向流速/cm·s-1流向V13251°1284°1235°V21138°1150°092°V311283°7275°7253°V42321°2251°20°V52176°571°3168°2 水东湾潮流过程模拟2.1 FVCOM海洋模式基于水东湾滩涂宽阔、复杂的岸线及海底地形，其潮流三维数值模拟应用FVCOM 海洋模式建立模型.FVCOM是美国马萨诸塞大学海洋科技研究院和伍兹霍尔海洋研究所联合开发的海洋模式.该模式综合了有限差分和有限元模型的优点，应用方程的积分形式和先进的计算格式，对具有复杂地形岸界的计算能更好地保证质量守恒；采用无结构化非重叠的水平三角形网格，在拟合复杂边界与进行局部加密等方面表现尤为突出，并在垂直方向使用坐标变换，能更好地拟合复杂海底地形；带有三维的干湿网格处理模块，方便近岸滩涂等变边界问题的计算；主要控制方程包括动量方程、连续方程、盐度扩散方程、温度扩散方程、状态方程等[4-6]，具体如下.(1)(2)(3)(4)(5)(6)ρ=ρ(θ,S)(7)式(1～7)中：x、y和z分别为笛卡尔坐标系中东、北和垂直方向的坐标；u、v和w是x、y和z 3个方向上的速度分量；θ是位温；S为盐度；ρ为密度；P为压力；f为科氏参数；g为重力加速度；Km为垂向涡动黏性系数；Kh为热力垂向涡动摩擦系数.Fu、Fv、Fθ和Fs分别代表水平动量、温度和盐度扩散项[7].在数值求解上，FVCOM海洋模式将计算域划分为互不重叠的非结构三角形网格，采用有限体积法进行数值求解.求解的过程应用模态分裂技术，以二维外模式计算潮波的物理过程，如自由表面的水位和垂向平均的水平流速分量；以三维内模式计算潮流的垂直结构，如三维速度、紊动变量及物质输运浓度等[8-9].2.2 模型设置模型网格覆盖水东湾及其附近海域，空间范围为21°16′59.475″～21°32′12.877″N，110°53′29.561″～111°20′11.954″E，如图9所示.平面网格共有单元(三角形)39 154个，节点数20 207个，岸线在水东湾内部及湾口处加密，最小分辨率约为30 m，能较好地拟合水东湾内部复杂的岛屿岸线和地形特征.模型垂向采用σ坐标，共分6层，各层的比例分布为0.00、0.08、0.20、0.40、0.60和0.85.计算时间步长为0.5s，外海开边界由OTIS(OSU Tidal Data Inversion Software)提取6个分潮调和常数(S2、M2、N2、K1、O1、Q1)计算水位，地形水深取自航保部2013年出版的海图资料.入海河流主要有陈村河、那行村河、西湖河和寨头河等，其径流量按照2015年10月19日实测值给出，分别为0.25、0.45、1.20、1.50 m3/s.模拟时段为2015年10月1～30日[10].2.3 模型验证水东湾潮流模型采用2015年10月19日10：00时至2015年10月20日10：00时3个潮流观测站(V1、V3和V5)的实测海流数据(中层：0.4H，H为水深)进行率定和验证，潮流观测站位分布见图1.水东湾潮流实测值与计算值对比过程线见图10～12，由潮流验证结果可以看出，模拟潮流过程与实测值变化趋势基本一致，流速平均绝对误差均小于5.0 cm/s，流向与实测值吻合较好，模拟误差在可接受范围.整体来说，此次模拟效果令人满意，模拟结果基本上能反映水东湾的涨落潮流变化过程.2.4 潮流过程模拟结果及特征分析模拟区域涨、落潮过程结果显示，模拟区域外海流速较近岸海域低，近岸海域以水东湾口门处流速值最高，博贺湾口门处流速次之；落潮流速较涨潮流速高，表层流速较底层流速高[11-12].水东湾涨、落潮过程流场见图13～16，结果显示，水东湾为半封闭式海湾，总面积约32 km2，湾口口门狭窄，沿岸河流短小.受地形掩护，湾内波浪较小，湾内海洋动力环境以潮流动力作用为主，潮汐类型属不规则半日潮.水东湾内潮流基本沿潮汐通道呈往复流动，为不正规半日往复潮流，涨潮表层流向介于280°～300°之间，流速在0.28～1.36 m/s范围内变化；落潮表层流向介于128°～180°之间，流速在0.56～1.44 m/s范围内变化；表层落潮流速较涨潮流速高.涨潮底层流速在0.08～0.55 m/s范围内变化，落潮底层流速在0.13～0.77 m/s范围内变化；底层流向变化范围与表层流向变化范围基本一致；表层流速较底层流速高.图9 模拟范围及模型网格Fig.9 Simulation range and the model grid图10 2015年10月水东湾V1站垂向中层流速、流向实测值和模拟值的比较Fig.10 Comparison of vertical flow velocity， measured flow value and Simulation value at station V1 in Shuidong Bay in October 2015图11 2015年10月水东湾V3站垂向中层流速、流向实测值和模拟值的比较Fig.11 Comparison of vertical flow velocity， measured flow value and Simulation value at station V3 in Shuidong Bay in October 2015图12 2015年10月水东湾V5站垂向中层流速、流向实测值和模拟值的比较Fig.12 Comparison of vertical flow velocity， measured flow value and Simulation value at station V5 in Shuidong Bay in October 2015图13 水东湾表层涨潮过程流场Fig.13 Surface flood tide current in Shuidong Bay图14 水东湾表层落潮过程流场Fig.14 Surface ebb tide current in Shuidong Bay图15 水东湾底层涨潮过程流场Fig.15 Bottom flood tide current in Shuidong Bay图16 水东湾底层落潮过程流场Fig.16 Bottom ebb tide current in Shuidong Bay涨潮时，外海潮水沿汊道深槽经口门注入湾内，受湾口潮汐通道狭窄地形影响，流路相对集中，流向呈NW向.涨潮潮流进入湾内后，受湾内地形限制，潮流主体部分由西北向西偏转，然后向湾顶挺进；另一部分潮流沿潮汐通道绕经大洲岛后再向西偏转流向湾顶.而落潮时，潮流运动与涨潮相反.其中，受地形限制，湾口涨落潮流基本呈NW—SE向运动，湾内涨落潮流流向逐渐转为E—W向；湾内潮汐通道流速较大，浅滩区流速较小.由于水东湾浅水潮波不对称，以及涨落潮水位变率的差异，导致了涨、落潮流速的不对称分布，平均流速和垂线平均最大流速基本呈现落潮大于涨潮，尤其在主潮汐通道内更是落潮流占优势，有利于湾内物质向湾外输运[13].3 结论随着我国海洋生态文明建设的全面实施，人们对海洋环境保护意识的日渐增强，规范、合理使用海域受到地方政府部门的高度重视，近岸港湾水环境的综合整治工作也将全面展开.为清晰理解水东湾潮流特征，对其进行了海洋水文野外调查.观测期间，水东湾平均潮差约为2.8 m，湾口深槽最大流速为134 cm/s，湾顶浅海最大流速为31 cm/s，最大流速水平分布基本上呈现为从湾口向湾顶递减态势，涨潮历时略长于落潮，属不正规半日潮.基于FVCOM海洋模式的模拟结果显示，水东湾内潮流基本沿潮汐通道呈往复流动，涨潮表层流向介于280°～300°之间，流速在0.28 ～1.36 m/s范围内变化；落潮表层流向介于128°～180°之间，流速在0.56 ～1.44 m/s范围内变化；涨潮底层流速在0.08 ～0.55 m/s范围内变化，落潮底层流速在0.13～0.77 m/s范围内变化；底层流向变化范围与表层流向变化范围基本一致；落潮流速较涨潮流速高；表层流速较底层流速高；湾内潮汐通道流速较大，浅滩区流速较小；流矢受地形限制显著.水东湾潮流三维数值模拟结果可为其即将开展的海域综合整治工作提供理论参考，具有实际意义.参考文献：[1] 杨留柱，刘宏坤，任杰，等.水东湾近岸海域双向射流系统初步研究[J].中山大学学报:自然科学版，2011， 50(2):116-119．[2] 秦福寿，杨泽君，姚姗姗，等.茂名市水东湾综合整治工程对水沙动力影响模拟研究[J].中国港湾建设，2014(3):51-56．[3] 汪晋三，罗振浩.水东港码头环境影响评价[J].中山大学学报(自然科学)丛论，1986，8(3):171-209．[4] 郑沛楠，宋军，张芳苒，等.常用海洋数值模式简介[J].海洋预报，2008，25(4):108-120．[5] 姜晓晖，文先华.蓬莱海域的潮汐潮流特征分析[J].水道港口，2011，32(2):144-148．[6] 綦梦楠.厦门湾及邻近海域潮汐潮流数值模拟与预报研究[D]. 青岛:中国海洋大学，2014．[7] 靖春生，朱学明，鲍献文，等.基于FVCOM的厦门湾及其周边海域三维潮流数值模拟[J].台湾海峡，2011，30(1):103-113．[8] 熊伟，刘必劲，孙昭晨，等.宁波舟山近海三维潮汐潮流数值模拟[J].水道港口，2011，32(6):399-407．[9] 林作梁，朱学明，鲍献文，等.基于FVCOM的泉州湾海域三维潮汐与潮流数值模拟[J].海洋学报，2013，35(1):15-24．[10] 杜利霞.典型弯道水流中的水沙二相流三维数值模拟研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学，2013[11] 李冬，刘璟，韩桂军，等. 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半封闭海湾的水交换数值模拟研究
中 图分 类 号 ：Ｐ ２ ． ７ ２６ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ — ９ ２ ２ １ ）３ ０ ４ — ７ ０ １ ６ ３ （ ０ ２ ０ — ２ ８ ０
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｔ ｍ ｒ ｃ ｌｓｕｄｙ ｏ ｔ ｔ ｒ ｅ ｃ ｎｇ ｆａ ｓ ｍ ｉ ｌ ｓ ｄ ｂａ ｎ ：Ｂ ｓｄ ｏ ｎ ｕ ｓ ｃｕｅ ｒ ， ｎｔ — ｏｕ ｅ ｃａ ｔ ｃ ａ ｏ ｅ （ Ｖ Ｏ ， 一 ｉ ｅ ｓ ｎ ｌｎ ｍ ｒ ａ ｂ ｔａ ｔ ａｅ ｎ ａ ｎｔ ｔｒｄ ｇｉ ｆ ｉ ｖ ｌｍ ｏ ｓ ｌｏ ｅｎ ｍ ｄ ｌ Ｆ Ｃ Ｍ） ａ ３ ｄｍ ｎ ｉ ａ ｕ ｅｉ Ｉ ｕ ｒ ｄｉ ｅ ａ ｏ ｃ
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基于FVCOM的泉州湾海域三维潮汐与潮流数值模拟
基于FVCOM的泉州湾海域三维潮汐与潮流数值模拟林作梁;朱学明;鲍献文;刘钦政【摘要】Based on a finite-volume coastal ocean model (FVCOM) , adopting an unstructured triangle grid, a three-dimensional tide and tidal current numerical modeling with high resolution (26 m) is applied to Quanzhou Bay. The simulated results agree well with the observed data from two tide-gauges and three continuing current stations , and reproduce the distribution features of the tide and tidal currents in the Quanzhou Bay famously. The distributions of co-tidal charts and tidal ellipses on the surface layer for four major constituents (M2 , S2, K1 ,O1) are obtained. What's more, the distributions of the maximum probable tidal range and tidal currents velocity and tidal residual currents on the surface and bottom layers are obtained, too. By analyzing, the maximum tidal amplitude and phase-lag range for the four constituents are 219 cm and 19°,85 cm and 25°,26 cm and 12°,26 cm and 9°, respectively. The tidal wave is anti-clockwise standing wave in the east area of Shihu Port, but it is advancing wave in the west area of Shihu Port. The maximum probable tidal range increases from 8. 0 m at the mouth of the bay to 8.8 m inside of the bay. The type of tidal currents is regular semi-diurnal currents inside of the bay, and the maximum velocity of ebbing is larger than flooding. The velocity in the channel of Beiwujiao is stronger than any other area, and the maximum probable tidal-current velocity is 2. 4 m/s on the surface layer. The flow is rotating with anti-clockwise mainly at the mouth of thebay, while rectilinear flow is mainly inside of the bay, such as estuaries and channels. And the directions of major axes are along with channels direction mainly, or paralleling with isobaths and coastlines. The maximum tidal current velocities for the four major constituents are 1. 4 m/s,0. 58m/s, 0. 12 m/s,0. 10 m/s on the surface layer, respectively. Tidal residual currents velocity is closely related to tidal currents, the maximum velocities on the surface layer, the middle layer and the bottom layer are 26 cm/s, 20 cm/ s, 16 cm/s, respectively. All of them are coming into the bay from north and going out of the bay from south.%基于FVCOM海洋数值模式,采用非结构的三角形网格和有限体积法,建立了泉州湾海域高分辨率(26 m)的三维潮汐、潮流数值模型.模拟结果同2个验潮站和3个连续测流站的观测资料符合良好,较好地反映了泉州湾内潮汐、潮流运动的变化状况和分布特征,给出了M2、S2、K1、O14个主要分潮的同潮图、表层潮流椭圆分布,以及模拟区域内最大可能潮差、表层最大可能潮流流速和潮余流分布.分析表明,4个分潮的最大潮汐振幅和迟角差分别为219 cm和19°,85 cm和25°,26 cm和12°,26 cm和9°；石湖港以东海域的潮波为逆时针旋转的驻波,以西海域为前进波；最大可能潮差由湾口的8.0m向湾内增加至8.8m.湾内潮流类型为规则半日潮流,落潮最大流速大于涨潮最大流速,北乌礁水道为强流区,表层最大可能潮流流速为2.4 m/s;湾口潮流运动以逆时针方向的旋转流形式为主,湾内的潮流运动以往复流形式为主,长轴走向主要沿着水道方向,与等深线和海岸线平行；四个分潮流表层最大流速分别为1.4 m/s,0.58m/s,0.12 m/s,0.10 m/s.余流流速大小与潮流强弱有密切的联系,表、中、底层最大余流流速分别为26 cm/s,20 cm/s,16 cm/s,三者在水平方向基本呈北进南出的分布形态.【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】10页(P15-24)【关键词】泉州湾;潮汐;潮流;FVCOM;潮余流【作者】林作梁;朱学明;鲍献文;刘钦政【作者单位】泉州市环境监测站,福建泉州362000;国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室,北京100081;中国海洋大学海洋环境学院,山东青岛266100;国家海洋局海洋减灾中心,北京100194【正文语种】中文【中图分类】P731.231 引言泉州湾地处福建省东南沿海，台湾海峡西侧沿岸的中部，海域总面积211.24 km2，包括围垦面积45.70 k m2，滩涂面积84.84 k m2；海岸线总长229.61 km［1］。
2024届广东省湛江市高考二模地理试题(含答案解析)
2024届广东省湛江市高考二模地理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题在快速城镇化进程中，交通网络的高效性成为城市规划的重要方面。
日本东京高度发达且密集的公共交通网络（如图），包括地铁、私铁（日本私营铁路）、JR（日本旅客铁路）等，它们共同支撑着这个超大城市的运行。
东京的交通规划特别注重多模式交通的无缝对接、交通拥堵的缓解、出行方式的融合。
完成下面小题。
1．影响东京公共交通网络效率的关键因素是（）A．乘车客流量B．覆盖范围C．换乘便捷性D．运行频率2．推测为缓解交通拥堵，东京城市规划的重点为（）A．道路扩建B．地铁优先C．停车管制D．拥堵收费3．JR山手线的建设主要有利于（）A．降低东京中心区常住人口密度B．改善郊区生态环境C．扩大农业种植面积D．推动大量人口迁移传统村落又称古村落，是具有丰富的文化与自然资源的村庄，被认为是中国农耕文明的“活化石”，蕴藏着丰富的历史信息和文化景观。
我国西北地区传统村落旅游早年发展程度较低，近年来不断发展，有效推动了乡村振兴战略的实施。
下图示意传统村落旅游发展机制。
完成下面小题。
4．据图推测，早期西北地区传统村落旅游发展程度较低的主要影响因素是（）A．人口数量B．生态环境C．基础设施D．旅游资源5．近年来，西北地区传统村落旅游坚持以“集群系统性保护发展，差异化发展”为规划策略，可以避免（）A．产业模式多样化B．冲击原住民生活C．游客体验感欠佳D．同质化现象突出甘肃省农业碳排放总量变化趋势可大致分为持续上升和波动下降两个阶段。
种植业碳排放量在甘肃省农业碳排放总量中约占60%，畜牧业约占40%。
下图示意甘肃省各市州农业碳排放量及年均增长率。
完成下面小题。
6．甘肃省农业碳排放量（）A．兰州略高于临夏B．年均增长率陇南大于庆阳C．武威远高于白银D．年均增长率天水大于张掖7．推测嘉峪关一直处于低碳排放水平的主要原因是（）A．地理面积较小B．自然条件恶劣C．常住人口较多D．生态环境较好8．甘肃省减少农业碳排放量亟须采取的措施是（）A．调整产业结构B．增加农业能耗C．降低生产成本D．大量燃烧秸秆新英湾位于海南省北部，是一个半封闭内湾，有春江、徐浦河和北门江等三条较大河流注入。
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湛江湾三维潮汐潮流数值模拟李希彬;孙晓燕;宋军;姚志刚【摘要】Based on an unstructured grid, finite-volume coastal ocean model (FVCOM), the complete three-dimensional fine-solution equation group of shallow-sea tide is adopted to calculate the tide in Zhanjiang Bay. The equation group consists of tide-control equations and obturating turbulence equations. Using harmonic analysis of the calculated tidal level and current, the distributions of co-tidal lines for M2 ,S2, K, and O1 are obtained, with 109 cm, the maximum amplitude of M2, There's two flood and ebb tides in 24 hours, and the maximum speed of flood and ebb tidal current can reach 104 cm·s-1 and 123 cm·s-1 respectively. Through the analysis of M2 and K1 tidal current ellipses, we can know that the flow is reciprocating flow in the near shore area, estuaries and channels. The maximum speed of surface residual current is 30 cm-s'1, and the direction of overall effect of the residual current is toward the outside of the bay.%基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立湛江湾附近海域的三维潮汐潮流数值模型,通过验证,结果与观测数据符合良好,重现了湛江湾的潮位和潮流变化状况.根据模拟结果计算得湛江湾的潮汐有明显不规则半日潮特征,主要分潮波M2、S2、K1、O1主要从外海传入,不构成独立的潮汐系统,其中M2分潮的最大振幅为109cm；湛江湾海域主要为不规则半日潮流,1日内出现2次涨落潮流,涨、落潮最大流速分别为104 cm·s-1和123 cm·s-1,落潮流流速大于涨潮流流速；湛江湾湾口处海域较开阔,基本为旋转流,而近岸海区基本为往复流,湾内M2分潮流的椭圆长轴占绝对优势.表层潮余流最大流速近30cm·s-1,湾内余流的总体效应值向湾外,湾口余流较大,对湾内水交换效应有一定积极作用.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】9页(P509-517)【关键词】湛江湾;三维数值模拟;潮汐;潮流;余流【作者】李希彬;孙晓燕;宋军;姚志刚【作者单位】国家海洋局天津海洋环境监测中心站天津市海洋环境监测预报中心,天津300451;国家海洋信息中心,天津300171;国家海洋信息中心,天津300171;中国海洋大学海洋环境学院,山东青岛250100【正文语种】中文【中图分类】P731.2湛江湾位于广东省西南，雷州半岛的东北部,属于半封闭的沉溺型港湾[1]，湛江湾内水域面积160 km2，平均纳潮量5亿 m3，最大达10亿 m3。
潮汐水道呈树枝状自南向北伸入内陆达 50 km以上，湾内主要有南三岛、特呈岛、东头山岛和东海岛等岛屿，与外海相隔，形成掩护，使湾内风浪平静，北部有鉴江河注入，湛江湾口位于南三岛和东海岛之间，宽约2 km，是湛江湾与外海相通的主要通道，因此，湛江港是广东省的第二大港，同时是华南最大的潮汐汊道[2]，研究湛江海域附近的潮汐潮流系统具有重要的意义。
湛江湾海域的潮汐潮流主要是太平洋潮波进入南海后形成的，受附近海岛和地形摩擦影响，潮汐特征变得比较复杂[3]，湛江附近海域有明显不正规半日潮特征[4]。
湛江湾海域属于南海海域的一部分，而有关南海的潮汐潮流的研究工作比较多，有很多海洋学家对南海的潮波运动进行了研究[5]。
叶安乐和 Robinsion[6]首次用初值方法计算了南海潮波，他们的研究对于南海潮波的分布和动力学性质有重要意义，特别与早期的工作相比有了重大的进步。
但关于湛江湾附近海域潮汐潮流特征的研究工作较少。
张乔民等[7]研究了湛江湾内的潮流对湾内地形的侵蚀作用，并指出湾内的围垦工程改变了湾内局部海域的潮汐动力特征。
林微等[8]模拟了湛江港的潮汐动力场，并通过对泥沙沉积进行分析，研究了湛江港的潮汐汊道落潮三角洲潮流场和波浪场特征。
贺松林和丁平兴等[9,10]分别通过数值模拟方法对湛江湾内沿岸工程的冲淤影响进行了分析预测。
但是，这些研究主要集中在围填海和泥沙冲於问题上，而关于湛江湾附近海域的潮汐和潮流分布规律的研究工作较少。
本文选用国际先进的数值模型FVCOM建立湛江湾附近海域的三维潮汐潮流模型，以应对湛江湾海底地形复杂、海岸线不规则且弯曲较多、滩涂面积大、水深变化剧烈、岛屿众多等特点，研究湛江湾的潮汐潮流分布特征。
湛江湾海域水深变化较大，从几米到40 m，湾口龙腾水道处水深较大，靠近岸边处水深较小，且存在大片滩涂，为对滩涂处进行准确处理，本文采用国际先进的海洋数值模型 FVCOM（An Unstructured Grid，Finite-Volume Coastal Ocean Model）对湛江湾潮汐潮流特征进行数值模拟研究。
FVCOM模式在水平方向上采用无结构化三角形网格，垂直方向上采用σ坐标，并采用有限体积方法，采用三角形网格，更易拟合边界，并可针对关注区域进行局部加密，可更好地保证质量、动量的守恒性，在近岸河口区域和理想化实验的模拟中，通过FVCOM分别与POM以及ECOM-si的对比结果[11,12]发现，拟合的程度和数值方法的选择在近岸河口及边界复杂海域的数值模拟中有重要作用，而这正是FVCOM的优势所在。
在进行潮间带处理时，FVCOM采用干/湿网格技术，进行干/湿网格判断，在计算流量时只考虑湿网格的流量，来保证流体体积守恒。
在温、盐等通量的计算中也采用这种方法。
Zheng等[13]在Satilla River Estuary进行模拟实验时，发现干/湿网格技术在潮汐潮流的模拟中具有重要作用。
若不采用干/湿网格，忽略滩涂面积，模拟潮流的分潮振幅相对实测值偏小50%，位相也会出现偏差。
因此，对于湛江湾附近海域这样具有海底地形复杂、海岸线不规则且弯曲较多、滩涂面积大、水深变化剧烈、岛屿众多等特点的海湾，适合选用FVCOM进行潮汐潮流数值模拟。
本文包括湛江湾及其部分外海海域作为模拟计算区域，东经110.1535°～110.833°，北纬20.4924°～21.4074°，见图1。
模拟区域中，南北长约91 km，东西约69 km，为保证湛江湾内模拟结果不受开边界影响，将开边界设置远离湛江湾。
采用东中国海大区潮模型嵌套结果作为开边界条件，模型采用三角形网格，最小空间网格步长100 m，最大2 000 m，时间步长设置为5 s，垂向分为6 个σ层。
模型区域共有网格 28 258 个，三角形单元53 609 个，对湛江湾的部分重点区域如狭窄水道等对网格进行加密，见图 2，较好地体现了模拟区域岸线和地形分布。
模式采用中华人民共和国海事局出版的海图资料作为水深场，利用内插方法计算网格点水深，以最高潮时的零米等深线处作为模式计算区域的边界，图1是湛江湾海域水深分布特征。
选取2006年9月在湛江湾布设的T1-T4共4个临时验潮站和V1-V4共4个连续潮流观测站的观测数据与模拟结果进行对比，以验证数值模拟的结果，连续站潮流观测采用直读式海流计，时间为26 h；潮位观测采用ALEC水位计，长度均1个月；站位见图1。
输出对应时段的模式结果，与实测资料进行对比分析（见图3、表1），发现两者差别较小，模拟潮位与实测值最大差在20 cm内，在允许范围之内，说明模拟结果较为准确，因此可以认为本文的模型的潮汐模拟部分是合理可靠的，分析发现，此海域一天出现两次高潮和两次低潮，主要表现为不规则半日潮性质，并有月不等现象，1个月内共出现2 次大潮和2 次小潮，大潮潮差约4.8 m，小潮潮差约1.0 m。
验证结果显示，模型能够较好地反映湛江湾的潮位变化状况，本文重点选取湛江湾内 T3、T4潮位观测站通过观测和数值模拟得到的调和常数进行对比。
图4给出了V1-V4站的在大潮期间计算和实测潮流的对比，从图中可以看出，计算潮流与实测潮流有良好的一致性，潮时及流速大小均较为接近，能够较好的反应潮流的性质，但也发现，由于未考虑斜压场和表面风的作用，造成潮流流速比实测结果略小，但我们认为，关于湛江湾海域的潮流模拟结果基本是可信的，模拟结果可以较好的反映湛江湾附近海域的潮流特征。
潮汐类型是根据潮型数来划分的，它反映了某一海区全日分潮与半日分潮的的相对重要性。
一般可根据A值的大小将潮汐分为4种类型：正规半日潮、不规则半日潮、不规则日潮和正规日潮。
计算结果表明，该海区潮型数在0.9～1.3之间（图5（a）），属不规则半日潮范畴。
湛江湾内潮型数要小于湾外海区，越往湛江湾湾颈，潮型数越小，低于 1.0，外海区潮型数比湾内的潮型数略大，最大约 1.2。
计算该海区各点的潮型数，并绘制等值线图，潮型数分布图如下：根据计算结果进行调和分析，结果表明（见图5（b，c，d）），湛江湾的 M2、S2、K1、O1 主要从外海传入，不构成独立的潮汐系统，分潮波分别自湛江湾和雷州湾传入，振幅和迟角逐渐变大，湛江湾外硇洲岛东侧海域，M2分潮振幅为84 cm，而湾内东海大堤附近海域其振幅可达100 cm以上，同时，迟角增加也在10°以上，湾内全日分潮K1最大振幅为40 cm，O1最大振幅为48 cm，总体上全日分潮呈现自西向东的弧线型传播，随水深变小，传播速度逐渐变慢；近岸潮差大于深水潮差，从图5c看出，在模拟区域南部，振幅线左旋，说明可能存在一无潮点，具体验证，需要扩大模拟范围论证，O1分潮振幅和迟角曲线和K1分潮类似，均呈现自西向东弧线型传播的规律，只是总体振幅略大，且其振幅在近岸处较大。