基于ECOMSED模型的湛江湾水道三维潮流数值模拟
大亚湾海域潮流和余流的三维数值模拟
中 图分 类 号 ：Ｐ ３ ７１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：ｌ ｏ — ４ ０ ２ ０ ） ３０ １ － ６ ｏ ９５ ７ （ ０ ７ ０ － ０ ８０
Ｔｈｒ ｅ ｄ ｍ ｅ ｉ ｎ ｌｎ ｍ ｅ ｉ ａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ａ ｕ ｒ ｎ ｅ － ｉ ｎｓｏ ａ ｕ ｒ ｃ ｌｓ ｍ ｌ ｔｏ ｆ ｔｄ ｌｃ ｒ ｅ ｔ ａ ｅ ｉ ｕ ｌｃ ｒ ｅ ｔ ａ ｙ ｙ ｎｄ ｒ ｓ ｄ ａ ｕ ｒ ｎ ｔ Ｄａ ａ Ｂａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｈ ｅ — ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ｈ ｌ ｓ ａ ｍｏ ｅ （ ＡＭ Ｓ ｓｒ ｃ ： ｔ ｒ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｅ ｆ ｅ ｄ ｌ Ｈ ｓ ０Ｍ ）ｉ ｍｐ ｏ ｅ ｏ ｓｍｕ ａ ｅｔ ｅｔｄ ，ｔｄ ｌ ｕ ｒ ｎ Ｓｅ ｌ ｙ ｄ ｔ ｉ ｌ ｔ ｈ ｉ ｅ ｉ ａ ｒ ｅ ｔ ｃ
摘 要 ：用 三维 陆架 海 模 式 （ ＨＡＭＳ Ｍ ） 大 亚 湾 海 域 的 潮 汐 、潮 流 和 余 流 进 行 了数 值 模 拟 研 究 ，模 拟 结 果 与 实 测 Ｏ 对 值 吻 合 较 好 。 给 出 了潮 流性 质 、主 要 分 潮 的 潮 流 椭 圆 和 余 流 。计 算 结 果 表 明 ，大 亚 湾 海 域 的潮 流 性 质 以 不 正 规 半 日潮 为 主 ，水 平 潮 流具 有 明 显 的 往 复 流 性 质 ，主 要 呈 南一 方 向 ，落 潮 流 速 比涨 潮 流 速 大 ，其 中表 层 Ｍｚ 潮 最 大 北 分 流 速 为 ２ ． ｃ ・ ～ 。流 速 受 地 形 的 影 响 ，在 大 辣 甲和 黄 毛 山 岛 之 间 以 及 两 岛 与 岸 之 间 的 区 域 流 速 较 大 ，尤 其 在 ５ ３ｍ Ｓ 湾 的 东 北 角 狭 长 地 形 处 流 最 急 ， 流速 最 大 ；靠 近 岸 边 流 速 较 小 ，水 平 速 度 的垂 向 变 化 不 大 。夏 季 湾 内余 流 较 小 ，
基于FVCOM的杭州湾三维泥沙数值模拟
基于FVCOM的杭州湾三维泥沙数值模拟吴修广;刘光生;程文龙【摘要】应用FVCOM建立了三维潮流泥沙数学模型,根据实测水文资料,对杭州湾开展了三维潮流泥沙验证,结果基本满意.应用模型计算了杭州湾大潮期间涨落潮泥沙输运过程,通过平面、立面的泥沙分布特征,成功再现了杭州湾潮流泥沙的运动过程.尽管模拟精度达不到平面二维模型的水平,但为三维潮流泥沙模型在强潮河口湾的应用作了重要的探索,通过进一步完善模型参数及分析,模型可以应用于涉水建筑物对附近三维水沙影响的分析评估,可为强潮河口湾开发、水环境保护及生态建设等提供更加丰富的研究成果,具有广阔的应用前景.%The region across the Hangzhou Bay is one of the most economically developed areas in China. There are lots of projects constructed in the Hangzhou Bay, which change the transport of current and sediment in the water area. The sediment transport in the Hangzhou Bay, a huge tidal estuary, is very complicated due to the effects of river runoff, wave and tide. The cohesive sediment is reciprocating its motion under the force of tide flow which comes dominantly from the Yangze River. Although 2D model has succeeded in simulating tide and sediment transport in huge tidal estuaries, it can only provide the depth-averaged data in plane. With the hydraulic and coastal engineering construction, more precise research products are needed. In this paper, a 3D current and sediment model is established through FVCOM. The measured data of the current and sediment in the Hangzhou Bay are collected to test the model, and the simulating process is generally consistent with real data. The sediment transport with tide current duringspring tide period is simulated, then planar and vertical sediment distribution are obtained in the study. Although the precision is not as good as the planar 2D model, it is an important attempt to model 3D sediment transport in a huge tidal estuary. The model can be applied to analyze the engineering 3D effect on the territorial waters through ongoing improvement. There are broad application prospects in exploitation and protection of water ecology.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】11页(P86-96)【关键词】杭州湾;潮流泥沙;三维模拟;FVCOM【作者】吴修广;刘光生;程文龙【作者单位】浙江省水利河口研究院浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州310020;浙江省水利河口研究院浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州310020;浙江省水利河口研究院浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州310020【正文语种】中文【中图分类】TV148杭州湾是典型的强潮河口湾，潮波变形剧烈，潮流、泥沙运动复杂［1］.杭州湾两岸是我国经济最发达的地区之一，近年来大量的涉水工程建设改变了局部水域的潮流泥沙过程.目前针对杭州湾研究的数学模型一般有平面二维水流、泥沙模型，具有较高的精度并广泛应用［2］.但二维模型给出的沿水深平均的潮流、泥沙分布特征不能够完全反映钱塘江河口和杭州湾的水流、泥沙特点，特别是水流、泥沙的垂向分布［2－4］.在强潮河口水域，一方面由于地形地貌、工程几何形态尺度以及各种障碍物的影响，流态复杂;另一方面，径流、潮流、波浪以及风、柯氏力等因素是影响河口地区物质输运及沉积的主要动力条件，这些动力因子的单独或耦合作用增加了河口泥沙、盐分、污染物及热量输运研究的复杂性［5－6］.国际上对潮汐河口水动力数值模拟始于20世纪60年代后期.基于简化过的三维浅水方程，Leedertse(1973)开创性地在垂直方向采用固定分层法建立了河口、海湾三维潮流、盐度模型［7］.为了更好地模拟河床地形变化，研究人员将Phi1ips提出的坐标变换应用到河口与海岸三维模型中［8］.以Princeton大学Mellor为首的海洋动力环境数值模拟小组从20世纪80年代开始一直致力于三维数模的开发与应用研究，其代表性软件为POM，ECOM-SED.德国汉堡大学海洋研究所Backhaus等人研发的汉堡陆架海模式HAMSOM在世界许多陆架海上也得到广泛应用.Sheng建立了一般曲线坐标下的三维水动力学模型(CH3D)，该模型也采用S坐标系，水平方向的运动采用水平流速矢量的逆变分量来表示.荷兰Delft研究所建立起来Delft3D也得到了较广泛应用［6］.目前我国河口海岸三维数值模拟均采用国际上应用广泛的三维模型，主要有POM，ECOM，FVCOM等，其中POM应用时间最长、范围最广，几乎世界上各大海域都已应用［9］.各模型都有自身的特点和制约因素，虽然在国、内外不少河口海岸水域都取得过较好的计算精度，但在特定海域的应用均需很长时间来探索和调试，我国一些学者也在国外模型的基础上，根据我国海域特点开展了河口海岸水沙模拟及工程影响分析［10－13］.本文应用FVCOM建立了杭州湾三维潮流泥沙数学模型，根据实测水文资料，对杭州湾开展了三维潮流泥沙验证.应用模型计算了杭州湾大潮期间涨落潮泥沙输运过程，通过平面、立面的泥沙分布特征，成功再现了杭州湾潮流泥沙的运动过程.尽管模拟精度达不到平面二维模型的水平，但为三维潮流泥沙模型在强潮河口湾的应用作了重要的探索.1 数学模型1.1 模型控制方程式中:σ为垂向相对坐标;t为时间;ζ，D分别为潮位和动态水深;H为静态水深;u，v，ω分别为x，y，σ方向上的流速分量;Ci为非均匀泥沙i的浓度;S，T分别为盐度和温度;g为重力加速度;f为柯氏力参数(f=2Φsinφ，φ为纬度，Φ为地球自转角速度);ρ，ρ0分别为海水和淡水密度;q2，l分别为湍流动能和湍流宏观尺度;Km，Kh 分别为垂向涡黏系数和垂向热力扩散系数;Kq为湍流动能垂向涡黏扩散系数;wCi为非均匀沙i的沉速;^H为太阳短波辐射的垂向梯度项;Ps，Pb分别为剪切和浮力引起的湍流动能产生项;ε为湍流动能耗散率;~W为近似壁面函数.水平扩散项Fx，Fy，FCi，FT，FS，Fq，Fl的定义如下:其中:Am，Km为水平和垂向涡黏系数，由修正的Mellor和Yamada的2.5阶湍流闭合子模型计算.Ah，Kh分别为水平方向和垂向热力扩散系数:其中:C0为常数;Ωu为流速u，v控制体的面积;Ωζ为水位ζ控制体的面积;Pr为Prandtl数.1.2 边界条件(1)自由表面(σ=0)(2)海(河)床底部(σ=－1)底部泥沙边界: Kh式中:τDi为非均匀沙i的临界淤积切应力;τCi为非均匀沙i的临界冲刷切应力;M为冲刷系数;→τb为底部切应力当τb ＜τD i时，水中泥沙处于落淤状态，则ECi= αwCiCi(1 －τ/τDi);当τDi＜τb ＜τei时，床面处于不冲不淤状态，则ECi=0;当τb＞τei时，床面泥沙起动，则ECi=－M(τ/τei－1).(3)岸壁边界在海(河)岸边界，给定，其中Φ =［u，v，w，T，S，Ci，q2，q2l］(4)潮位、流量、悬沙边界河口上游边界给定潮位过程ζt(或者流量边界)和温度Tt，盐度St等的时间过程;外海边界给定潮位ζt，温度 Tt，盐度 St等的时间过程.入流时，Ci(x，y，z，t，本研究河流边界约0.5 kg/m3，湾口边界约2 kg/m3;出流时，图1 计算域及网格示意图Fig.1 Computing domain and mesh2 杭州湾三维模型率定和验证2.1 边界设定将杭州湾(上为盐官、下为芦潮港—镇海连线)剖分为如图1所示计算网格，共12 539个节点，20 335个单元，外模时间步长1 s，内模时间步长3 s.盐官和芦潮港、镇海均给定逐时潮位、悬沙边界条件.2.2 潮流验证潮位采用2005年8月大潮期间，澉浦、乍浦、金山、临海浦闸等4个潮位站实测资料进行验证，潮流采用同期澉浦―临海浦闸水域布设的2条垂线大潮同步实测水文资料进行验证，悬沙验证点的位置同潮流验证点.测流点位的具体位置参见图1.潮位验证结果见图2，高、低潮位误差均较小、相位误差基本小于30 min.潮流验证结果见图3，计算表层、底层涨落急流速、流向及相位，均与实测基本吻合.图2 潮位验证Fig.2 Comparison of calculated and measured spring tide elevations图3 流速、流向过程验证Fig.3 Comparison of the calculated and the measured spring tide currents at SW01 and SW032.3 悬沙验证悬沙浓度验证结果见图4，图中分别给出了大潮期间，2个验证点各层的悬沙浓度过程线，以及大潮期间，验证点的垂向悬沙浓度.图4 测点SW01和SW03各层大潮悬沙浓度验证Fig.4 Comparison of the calculated and the measured spring tide concentrations of suspended load at SW01 and SW03通过计算值与实测值的比较发现，悬沙浓度较低时，计算与实测基本吻合，悬沙浓度较高时，误差较大，但整体趋势基本一致.同时可见，数学模型采用的物理参数和计算参数基本合理，计算方法可靠，能够有效模拟杭州湾三维潮流和悬沙运动.3 杭州湾三维潮流及悬沙模拟外海潮波传入杭州湾后，由于受到喇叭口平面形态的压缩以及水深变浅、底摩擦作用，潮波逐渐由前进波变为驻波性质，属浅海非正规半日潮海区.通过澉浦断面后，表现为涌波特性.3.1 潮流模拟计算作为强潮河口，水体在垂向掺混强烈，不存在明显分层，表层流速相对较大，底层流速较小，本节给出了不同分层平面流场图，通过比较可以看出钱塘江河口及杭州湾水域的三维水动力特性.杭州湾是一个典型的喇叭状河口湾，湾宽(南北两岸堤距)从湾顶的16.5 km到湾口展宽为98.5 km，其间的乍浦—庵东断面宽32.2 km，金山—四灶浦断面宽45.5 km，且杭州湾北岸为贴岸深槽，南岸为宽阔边滩，中间地形较平坦，杭州湾的这个特有地形使得潮流进入湾内之后，在不同的断面呈现出不同的特性，南北岸差别也很大，本文通过6个断面立面的流场图来说明这一现象.3.1.1 分层流速图5给出了杭州湾水域表层和底层涨落急时刻潮流流场.总体来看，杭州湾的涨、落潮流速较大，大潮期涨潮流速一般在2.5～4.0 m/s，落潮流速达2.0～3.5 m/s之间，涨急流速较落急流速大，潮流流速由湾口向湾顶逐渐增大;通过对比各分层的流速来看，水体在垂向掺混强烈，不存在明显分层，表层流速相对较大，底层流速较小，流速的差别不大，一般在20%以内，这也是钱塘江河口杭州湾作为强潮河口海湾的固有特性.图5 表层和底层的涨急、落急流场Fig.5 Maximum flood and ebb current fields at the surface and bottom layers3.1.2 垂向平均流速图6给出了杭州湾水域垂向平均涨急、落急时刻的流场图.垂向平均的流场图基本上与各个分层的流场图一致，这主要是由于杭州湾流场不存在明显分层引起的.从垂向平均的流场图能够更清晰地发现:杭州湾的潮流方向基本与岸线平行，以往复流为主;涨潮时，湾口处北面的潮流沿着岸线方向进入湾内，湾口处南面的潮流直接向西进入湾内，两股潮流汇合于金山与王盘山之间的水域，然后继续向西挺进，到达乍浦后，受岸线约束逐步向西南转移.落潮流向基本与涨潮流向相反.图6 垂向平均涨急、落急流场Fig.6 Vertical averaged maximum flood and ebb current field3.1.3 断面流速为分析杭州湾局部深潭水域垂向三维环流特点，本文绘制了澉浦道罗山深潭和乍浦深潭2个局部断面在1个大潮周期内时间间隔为1 h的流速矢量场过程，立面流矢图是指截取断面处的流速矢量在该断面上的投影速度矢量.断面位置如图7所示，断面S1在道罗山深潭宽约1.9 km，断面S2在乍浦深潭宽约6.0 km.由于这2个断面深潭很深，特别是在道罗山深潭断面在涨、落潮过程中出现明显的立面环流，说明深潭水域在强潮汐作用下依然存在较强的立面环流，见图8.图7 局部深潭断面位置Fig.7 Local deep pools section position图8 断面S1和S2的12个时刻断面流速分布Fig.8 Velocity distribution in sections S1 and S2 at 12 hours3.2 悬沙模拟计算3.2.1 分层悬沙表层和底层的悬沙浓度分布如图9.可见，海宁至尖山河段的悬沙浓度比较高，一般在3.0～6.0 kg/m3，主要是由于该河段涨落潮流速大造成的;另外一个悬沙高浓度区位于杭州湾南岸庵东滩地，2.5～4.0 kg/m3，主要是由于潮流对滩涂的冲刷引起的，随着潮涨潮落，这一高浓度区在杭州湾的南岸来回摆动，使得杭州湾南岸的悬沙浓度整体高于杭州湾北岸的悬沙浓度;另外，由于涨潮流速较落潮流速大，所以涨急时刻的悬沙浓度较落急时刻的悬沙浓度大.图9 表层和底层泥沙浓度分布(单位:kg/m3)Fig.9 Sediment concentration distribution of flood and ebb at the surface and bottom layers3.2.2 断面悬沙分布图10给出了一个潮周期12 h乍浦断面(宽约30 km)的立面悬沙浓度分布.从断面的悬沙浓度分布图可清晰看出，悬沙浓度由底至水面逐渐升高，南岸的悬沙浓度明显高于北岸.图10 乍浦断面的12个时刻泥沙浓度分布Fig.10 Sediment concentration distribution in Zhapu section at 12 hours4 结语本文成功应用FVCOM建立了三维潮流泥沙数学模型，并对杭州湾开展了三维潮流泥沙验证.模拟了杭州湾大潮期间涨落潮泥沙输运过程，通过平面、立面的泥沙分布特征，成功再现了杭州湾潮流泥沙的运动过程.同时初步开展了泥沙模拟计算，但由于模型本身的局限性，泥沙计算结果仍不是非常理想.今后的研究工作中，将进一步优化模型的泥沙模块，在不断的调试中，针对杭州湾开展悬沙验证和在局部冲淤计算中开展一些前期研究.完善后的模型，有望应用于杭州湾局部三维水流结构和泥沙输运特征的分析研究，以及涉水工程建设对工程水域水流泥沙和局部冲淤变化的研究.参考文献:［1］韩曾萃，戴泽蘅，李光炳.钱塘江河口治理开发［M］.北京:中国水利水电出版社，2003.(HAN Zeng-cui，DAI Ze-heng，LI Guang-bing.Regulation and exploitation of Qiantang estuary［M］.Beijing:China Water Power Press，2003.(in Chinese))［2］吴修广.强潮河口三维水流泥沙湍流数学模型研究［R］.杭州:浙江省水利河口研究院，2011.(WU Xiu-guang.Research on 3D mathematical model of turbulent flow and sediment of strong tidal estuary［R］.Hangzhou:Zhejiang Institute of Hydraulics＆ Estuary，2011.(in Chinese))［3］吴修广.浙江近海三维潮流、水质数学模型开发及应用研究［R］.杭州:浙江省水利河口研究院，2011.(WU Xiu-guang.Research and application of 3D mathematical model of tidal flow and water quality in Zhejiang offshore ［R］.Hangzhou:Zhejiang Institute of Hydraulics＆ Estuary，2011.(in Chinese))［4］谢东风，潘存鸿，吴修广.基于FVCOM模式钱塘江河口涌潮三维数值模拟研究［J］.海洋工程，2011，29(1):47-52.(XIE Dong-feng，PAN Cun-hong，WU Xiu-guang.Three-dimensional mathematical model of tidal bore in Qiantang based on FVCOM［R］.The Ocean Engineering，2011，29(1):47-52.(in Chinese))［5］LIN B L，FLACONER R A.Modeling sediment fluxes in estuarine water using a curvilinear coordinate grid system［J］.Estuarine，Coastal and Shell Science，1995，41(4):413-428.［6］李孟国.海岸河口泥沙数学模型研究进展［J］.海洋工程，2006，24(1):139-154.(LI Meng-guo.A review on mathematical models of sediment in coastal and estuarine waters［J］.The Ocean Engineering，2006，24(1):139-154.(in Chinese))［7］JAMES W，EID B.A three-dimensional model of Hamilton harbor incorporating spatial distribution of transient surface drag［J］.Canadian Journal of Civil Engineering，1978，5:479-488.［8］PHILLIPS N A.A coordinate system having some special advantagesfor numerical forecasting［J］.Journal of Meteorology，1957，14(2):184-185.［9］CHEN C S，LIU H D.An unstructured grid，finite-volume，three-dimensional，primitive equations ocean model:application to coastal ocean and estuaries［J］.Journal of Atmospheric and Oceanic Technology，2006，20:159-186.［10］刘光生，吴修广，程文龙.乐清湾航道工程三维潮流数值模拟及大风天骤淤计算［C］∥第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集，2011.(LIU Guang-sheng，WU Xiu-guang，CHENG Wen-long.3D tidal current numerical simulation and windy day sudden deposition calculation of Yueqing baywaterway engineering［C］∥Proceedings of Fifteenth Session of the China National Marine(Coastal)Engineering Symposium，2011.(in Chinese)) ［11］GUO Q C，JIN Y C.Modeling sediment transport using depth-averaged and moment equations［J］.Journal of Hydraulic Engineering，1998，125(2):1262-1269.［12］LU Yong-jun，LI Hao-lin，DONG Zhuang，et al.Two-dimensional mathematical model of tidal current and sediment for Oujiang Eastury and Wenzhou Bay［J］.China Ocean Engineering，2002，16(1):107-122. ［13］LI Da-ming，LI Bing-fei，ZHANG Hong-ping.Application of the sediment mathematical modeling on planned project of Lingdingyang Bay ［J］.Transactions of Tianjin University，2002，8(4):285-290.。
海湾电厂三维斜压水流和温排水数值模拟
随着经济建设 的快速发展 ， 海湾 电厂的规模也逐步扩大。 电厂所需的循环冷却水直接排人海水 中， 改变 了水体的物理 、 化学及生态环境 ， 可能造成热污染 ， 因此有必要建立相应 的模 型对其影响进行预测。 温水与
受纳水体的掺混及传热过程本身是一个三维的过程 ， 加之海湾地带地形和水动力条件 的复杂性 ， 了解温 要 排 水垂 向水 流特 性 和温 升分 布 ， 须进 行 三维 模拟 。 必 已有 学者 将 三维模 型运 用 于温排 水 的研 究 中［ ］在对 。 流场及温度场进行模拟时 ， 大多都是先模拟水动力场 ， 然后在此基础上模拟温度场 ， 且忽略由于密度差异引 起 的密度 梯度 和斜 压效 应 ， 这一 效应 在水 动力 条件 复 杂 的海 湾 地带 以及 垂 向密度 分层 明显 的温水 排放 口附 近水域尤为明显［］ ３ 因此很有必要建立三维斜压水流和温排水数学模型。 。 本文 以象 山湾内某电厂 的温排水为例 ， 进行三维斜压水流和温排水数值模拟。 先进行水动力场 和温度 场计算， 将温度场计算结果代人状态方程 ， 实时修正水体密度 ， 再将密度反馈到斜压项 ， 进行流场更新计算 ， 进而得到新的温度场 ， 依此循环 ， 实现水动力场和温度场的耦合计算 。 在根据实测资料对模型进行充分验证 的基 础上 ， 模拟 了电厂温排 水扩 散输移 过程 中的三维 温升分 布特 征 。
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胶州湾高分辨率三维风暴潮漫滩数值模拟
胶州湾高分辨率三维风暴潮漫滩数值模拟曹丛华;白涛;高松;徐江玲;曹雅静;吴玲娟;赵鹏【期刊名称】《海洋科学》【年(卷),期】2013(000)002【摘要】基于海表气压项改进的FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model)海洋模式，研发胶州湾高分辨率三维风暴潮漫滩数值模式(JS-FVCOM).利用 JS-FVCOM 模式通过对天文潮、台风强度和径流3要素的不同组合，共设计了5个试验，分别进行风暴潮漫滩模拟实验.分析各试验结果得到如下结论：(1)随着台风最大风速的增加，风暴潮增水迅速增加，当综合水位超过防潮堤高程后增水速度明显减慢.海水淹没范围和淹没深度受综合水位超防潮堤高程时间影响明显.(2)在入海河流的河口区，当洪水位与高潮位相遇时，由于高潮位的顶托作用，洪水下泄不畅，造成综合水位上升明显，极易发生海水漫溢现象.JS-FVCOM 的模拟结果清楚地再现了海水漫堤的淹没过程，可为紧急情况下的人员疏散提供科学的基础数据.%Based on FVCOM (Finite-Volume Coastal Ocean Model) ocean model with improved sea surface atmosphere item, the high resolution 3D storm surge and inundation numerical model (JS-FVCOM) was developed in the Jiaozhou Bay, which has a much finer resolution especially in the Dagu River Estuary, where the grid sizes equal to about 20 m. Besides, by adopting MPI calculating method, the calculating time can be further reduced, which can satisfy the need of practical operation. With different combinations of three essential factors such as astronomic tides, typhoon intensity and river flux, five numerical experimentations were designed tosimulate the process of storm surge. The results show that 1)the storm surge increases rapidly with the increase of typhoon intensity, however, it starts to decrease significantly when the water level is higher than the dike;2)in tidal estuary, where the flooding encounters high tide, the floodplain will happen easily;3) the JS-FVCOM model can successfully simulate the process of the storm surge with reasonable flooded coverage and water level, which can provide scientific and credible simulation data for the emergency response work, such as risk assessment of storm surge and staff evacuation.【总页数】8页(P118-125)【作者】曹丛华;白涛;高松;徐江玲;曹雅静;吴玲娟;赵鹏【作者单位】国家海洋局北海预报中心，山东青岛 266033; 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛 266033;国家海洋局北海预报中心，山东青岛266033; 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛 266033;国家海洋局北海预报中心，山东青岛 266033; 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛 266033;国家海洋局北海预报中心，山东青岛 266033; 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛 266033;国家海洋局北海预报中心，山东青岛 266033; 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛266033;国家海洋局北海预报中心，山东青岛 266033; 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛 266033;国家海洋局北海预报中心，山东青岛266033; 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东青岛 266033【正文语种】中文【中图分类】P731.21【相关文献】1.渤海湾西部风暴潮漫滩数值模拟 [J], 李勇;田立柱;裴艳东;王福;王宏2.渤海局部海域风暴潮漫滩的数值模拟 [J], 史峰岩;孙文心3.胶州湾多分潮漫滩数值模拟研究 [J], 高大鲁;魏泽勋;华锋4.街区尺度风暴潮漫滩数值模拟 [J], 张露;傅赐福;董剑希;于福江5.复式断面三维漫滩水流的数值模拟 [J], 张明亮;沈永明;吴修广;郑永红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于EFDC模型的深圳湾水环境模拟与预测研究共3篇
基于EFDC模型的深圳湾水环境模拟与预测研究共3篇基于EFDC模型的深圳湾水环境模拟与预测研究1深圳湾是中国南部一个重要的海湾，也是深圳市重要的海岸线之一。
随着城市化的不断推进和经济的快速发展，深圳湾的海洋环境日益受到关注和关注。
为了更好地了解深圳湾的水环境状况，各种模型和研究被开展来预测和模拟深圳湾的水环境。
基于EFDC模型的深圳湾水环境模拟与预测研究是一项重要的研究，该研究是在EFDC（Environmental Fluid Dynamics Code）模型的基础上，应用于深圳湾的数值水动力学仿真建模中，以获得深圳湾河口和海湾水域的动力学特征及水质变化趋势。
EFDC模型是一种用于环境水动力学建模的计算机程序，旨在研究河流和湖泊的水动力学和水质，并可用于海洋和沿海的动力学水文学和污染预测等方面。
EFDC模型能够模拟三维水动力学、水质、沉积物、悬浮物的分布和交换，并模拟海浪、气氛-水体相互作用等自然过程。
深圳湾的水环境受到多种因素的影响，如地理特征、海洋流、近海洋流、湾口流、潮汐、降水和污染等，因此，模型的建立必须充分考虑这些因素。
EFDC模型被应用于模拟深圳湾水环境，其数据输入主要包括湾口和近岸水域在垂向和水平上的水下深度和流速、和其他影响因素，如湾口潮汐、降雨量、气象观测等。
在模型的构建过程中，需要对深圳湾的水环境进行实地调查，以获取必要的数据。
实地测量工作包括总磷、总氮、叶绿素a、悬浮物、温度、盐度等指标。
计算机模型必须与实测数据进行比较以确定其准确性和完整性。
EFDC模型可以预测深圳湾的水环境变化，并用于预测未来某个时间点的水质和沉积物分布。
该模型可以提供有关湾口和内陆水域的流动动力学，以及与悬浮颗粒和化学物质载体相关的化学和生物过程的详细信息。
此外，EFDC模型还可以用于评估深圳湾不同污染物负荷的污染传输行为。
通过基于EFDC模型的深圳湾水环境模拟与预测研究，可以更好地了解深圳湾水环境变化的趋势和其中的影响因素。
基于FVCOM的獐子岛附近海域三维潮汐潮流数值模拟
基于FVCOM的獐子岛附近海域三维潮汐潮流数值模拟齐继峰;曹圣山;郭可采;杨德周;徐振华;尹宝树【期刊名称】《海洋与湖沼》【年(卷),期】2013(044)006【摘要】基于采用不规则三角网格的海洋模型FVCOM(An Unstructured Grid,Finite Volume Coastal Ocean Model),对獐子岛附近海域的潮汐、潮流进行了精细化数值模拟研究,模拟的潮汐、潮流与实测值符合良好,表明建立的该海域精细化潮汐潮流数值模型合理可靠.依据计算结果绘制了M2、S2、K1和O1分潮的同潮图和潮流椭圆图,并对该海域潮汐潮流特征进行了系统分析.结果表明,獐子岛附近海域的潮汐主要以规则半日潮为主,水平潮流多为旋转流,旋转方向大部分为逆时针;近岸海区和水道之间多为往复流,在大鹿岛以南海域也存在一往复流的区域.在123.75°E以东存在一顺时针旋转的区域.由潮余流场的特点可看出,獐子岛等各岛屿周围均形成气旋式的绕岛流,流速一般位于8-12cm/s之间,离岸线较远的外海区域余流较小,只有1-2crn/s.本文所得结论,有助于增加对整个獐子岛海域潮汐潮流特性的全面认识.【总页数】10页(P1469-1478)【作者】齐继峰;曹圣山;郭可采;杨德周;徐振华;尹宝树【作者单位】中国海洋大学数学科学学院青岛 266071;中国海洋大学数学科学学院青岛 266071;国家海洋局北海预报中心青岛 266033;中国科学院海洋研究所青岛 266071;中国科学院海洋环流与波动重点实验室青岛 266071;中国科学院海洋研究所青岛 266071;中国科学院海洋环流与波动重点实验室青岛 266071;中国科学院海洋研究所青岛 266071;中国科学院海洋环流与波动重点实验室青岛266071【正文语种】中文【中图分类】P731【相关文献】1.基于FVCOM的象山港海域潮汐潮流与温盐结构特征数值模拟 [J], 韩松林;梁书秀;孙昭晨2.基于FVCOM的廉州湾及周边海域三维潮汐潮流数值模拟 [J], 宋德海;鲍献文;张少峰;张春华3.基于FVCOM的泉州湾海域三维潮汐与潮流数值模拟 [J], 林作梁;朱学明;鲍献文;刘钦政4.基于FVCOM的廉州湾及周边海域三维潮汐潮流数值模拟（英文） [J], 宋德海;鲍献文;张少峰;张春华;5.基于FVCOM的廉州湾及周边海域三维潮汐潮流数值模拟 [J], 宋德海; 鲍献文; 张少峰; 张春华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大亚湾海域温排水三维数值模拟
大亚湾海域温排水三维数值模拟
周巧菊
【期刊名称】《海洋湖沼通报》
【年(卷),期】2007()4
【摘要】为了研究大亚湾海域核电站温排水热污染问题,本文利用POM模式建立了大亚湾潮流三维数值模型,在模型验证良好的基础上,结合建立在对流扩散理论基础之上的输运扩散模型,对大亚湾核电站和岭澳核电站一期工程合排后夏季两核电站温排水的稀释扩散过程进行了数值计算,得到了涨憩、涨急、落憩、落急四个典型时刻温升场的特征值,并进一步分析了温升场的变化特征。
【总页数】10页(P37-46)
【关键词】大亚湾;温排水;数值模拟;温升场
【作者】周巧菊
【作者单位】华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海200062;深港产学研基地海岸与大气研究重点实验室,广东深圳518057
【正文语种】中文
【中图分类】P733.41
【相关文献】
1.近岸海域温排水的三维数值模拟 [J], 崔丹;金峰
2.近岸海域电厂温排水数值模拟 [J], 崔丹;姜治兵
3.阳西海域温排水热扩散的三维数值模拟 [J], 倪培桐;陈丕翔;黄健东
4.大亚湾海域潮流和余流的三维数值模拟 [J], 吴仁豪;蔡树群;王盛安;张文静
5.电厂温排水热扩散三维数值模拟研究 [J], 佘格格
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大海域潮流场数值模拟分析
1 工程概况山心沙岛位于防城港市企沙镇东南海域，东临钦州湾，南濒北部湾。
北纬21°35′18.2″，东经108°30′51.2″，岸线长1.9km，离岸距离为340m。
西北侧陆域为山新村，是一个以海洋捕捞和海水养殖为主的渔村，距钦州港西航道4n mile、企沙镇政府1km、港口区政府25km。
工程海域地处北回归线以南低纬度地区，气候属于我国亚热带海洋性季风气候，冬季温和，夏季多雨，季风明显，受灾害性天气影响较明显。
防城港湾年平均风速为3.1m/s，月平均最大风速出现在12月份，为3.9m/s，其次是1月和2月，为3.7m/s；最小平均风速出现在8月份，为2.3m/s。
防城港的潮汐为正规全日潮，其潮位特征值如下（1985国家高程基准）：最高潮位为3.60m（2008.11.1607：09），最低潮位为-2.03m（2002.12.818：53），平均潮位为0.62m，平均大海域潮流场数值模拟分析刘华峥 杨琴琴（烟台仲伯企业管理咨询有限公司，山东 烟台 264000）摘 要：本文以防城港市山心沙岛生态岛礁建设项目为研究对象，采用数值模拟的手段，建立大海域潮流场平面二维数值模型，对项目建设前后的潮流场状况进行数值模拟。
结果表明，现状潮流流速通常＜50cm/s，工程东南侧海域流速略大；涨急时刻流速通常＜60cm/s；高潮、低潮时刻工程潮流流速均＜10cm/s；工程建成后，西南和北东侧涨急时刻流速主要呈现变小的趋势，最大降幅约17.5cm/s，南、东南和西北侧涨急时刻流速呈现增大的趋势，流速最大降幅约为18.5cm/s；涨急时刻流速变化＞5.0cm/s的区域主要集中在工程区周边0.8km内。
关键词：大海域；潮流场；数值模拟；水动力；防城港中图分类号：U 652 文献标志码：A并同时在智能终端界面显示故障具体信息，从而帮助技术人员及时解决故障问题。
本文设计的煤炭洗选系统工艺流程如图3所示。
杭州湾的三维水流数值模拟
杭州湾的三维水流数值模拟
马启南;陈永平;张金善;龚政
【期刊名称】《海洋工程》
【年(卷),期】2001(19)4
【摘要】建立了一个基于σ变换和内外模式分裂技术三维水流数学模型 ,采用有限节点法 (平面 )和变步长差分法(σ向 )对方程进行了离散 ;通过风生流和环岛水流两个理论模式对所建模型进行了校验 ,并将该模型应用到杭州湾的三维水流数值模拟中,效果良好。
所建模型垂向分辨率高、简单实用,易于编程,可应用于河口、海岸。
【总页数】9页(P58-66)
【关键词】三维水流数值模拟;σ变换;有限节点法;变步长差分法;杭州湾;内外模式
分裂技术
【作者】马启南;陈永平;张金善;龚政
【作者单位】南京水利科学研究院;河海大学交通与海洋工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV131.3
【相关文献】
1.基于FVCOM的杭州湾三维泥沙数值模拟 [J], 吴修广;刘光生;程文龙
2.三维海洋紊流模型对杭州湾附近潮流场数值模拟 [J], 孙昭晨;梁书秀;沈永明;唐
士芳
3.长江口与杭州湾风暴潮三维数值模拟 [J], 黄华;朱建荣;吴辉
4.长江口杭州湾及邻近海区潮汐潮流场三维数值模拟 [J], 杨陇慧;朱建荣;朱首贤
5.南迪普火电厂循环水泵站进水流槽水流特性三维数值模拟 [J], 李礼;张根广;华维娜;郭红浩
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海南某滨海核电厂温排水三维数值模拟
(5)
ˆ 是水体与 Dν 是垂向涡动扩散系数。水平涡粘系数和涡粘扩散系数根据混合长模型确定。 H
大气的热交换。 Ts 是热源源项。
∂ ∂∆T ∂ ∂∆T FT = Dh + Dh ∂x ∂x ∂y ∂x
其中 Dh =
(6)
A
σT
， Dν =
海南某滨海核电厂温排水三维数值模拟
倪培桐，张晓艳
(广东省水利水电科学研究院，广州，510610)
摘 要：目前工程上广泛应用温排水数值模型多为平面二维模型，但平面二维数值模拟不能完全反映
温排水的近区水力、热力效应，同时也不能模拟工程海域的温盐分层环境，制约着平面二维温排水数 学模型的成果应用。本文在海南某滨海核电厂温排水研究基础上建立了温排水三维数值模型，并成功 应用于工程方案比选。 关键词：温排水；三维数值模型
1温排水三维数学模型11控制方程1潮流方程uvwsxyz??????1200011axyxxutszpuuvuwu??fvgtxyzxxssgudzfusxhxyzz????????????????????????????????????2200011ayxyyvtszpvuvvwvfugtxyzyyssgvdzfvsyhxyzz???????????????????????????????????????356其中t是时间xyz为笛卡尔坐标是水位d是静水深hd是总水深zyxuvxyzwxyz是水流速度2sin?f是科势力因子g是重力加速度yx水体密度xxxyxyyyssss是辐射应力
νt , σ 是普朗特数。 σT T
1.2 边界条件及参数化 （1）自由水面边界条件： 水面、床面边界流速条件 水面：
∂η ∂η ∂η +u +v − w = 0， ∂t ∂x ∂y
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基于ECOMSED模型的湛江湾水道三维潮流数值模拟
赵婉璐;郝瑞霞
【期刊名称】《海洋科学》
【年(卷),期】2015(039)004
【摘要】This study used half implicit three-dimensional ocean turbulence model ECOMSED(Estuarine, Coastal and Ocean Modeling System with Sediments) to build 3D tidal current numerical model of the Zhanjiang Bay upstream channel. The model uses refined orthogonal grid to joint the shoreline boundary in horizontal direction, and uses sigma coordinates to better fit bottom topography in the vertical direction. Through verification, it is shown that the simulation results are in good agreement with the measured data, suggesting that this model can well forecast the dynamic charac-teristics of Zhanjiang Bay's tidal, which provides a technical support for further study of the offshore estuary water temperature change, saltwater intrusion and sediment transport.%采用半隐式的
ECOMSED(Estuarine, Coastal and Ocean Modeling System with Sediments)三维海洋紊流模式, 建立湛江湾湾顶水道的三维潮流数值模型.模型的水平方向采用加密的正交网格以贴合岸线边界, 垂向上采用σ坐标以更好地拟合海底地形.通过验证, 模拟结果与实测数据符合良好, 表明运用该模型可以较好地预报湛江湾的潮流动力特性.为进一步研究湛江湾水道附近水域的温盐变化、泥沙输运提供技术支持.【总页数】4页(P83-86)
【作者】赵婉璐;郝瑞霞
【作者单位】太原理工大学水利科学与工程学院,山西太原 030024;山西水利职业技术学院,山西运城 044004;太原理工大学水利科学与工程学院,山西太原 030024【正文语种】中文
【中图分类】P731.2
【相关文献】
1.COHERENS模型的三维潮流及物质输运数值模拟 [J], 范学平;曾远
2.基于ECOMSED模式的兴化湾三维潮流泥沙数值模拟研究 [J], 韩树宗;贾宁
3.基于EFDC模型的胶州湾三维潮流数值模拟 [J], 王翠;孙英兰;张学庆
4.湛江湾三维潮汐潮流数值模拟 [J], 李希彬;孙晓燕;宋军;姚志刚
5.基于SWAN和ECOMSED模式的大风作用下黄骅港波浪、潮流、泥沙的三维数值模拟 [J], 赵群
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