發(fā)布時間：2021-06-12 04:05

　　基于無結(jié)構(gòu)三角網(wǎng)格的FVCOM海洋模式,以K₁、O₁、P₁、Q₁、M₂、S₂、N₂和K₂ 8大分潮調(diào)和常數(shù)為驅(qū)動,建立了大連灣海域的高分辨率三維水動力數(shù)值模型。通過與實測數(shù)據(jù)的對比,該模型可以較好地模擬大連灣海域的水動力特征。在此基礎(chǔ)上疊加DYE-RELEASE模塊,模擬了大連灣整體和分區(qū)域的水交換過程,以半交換時間作為評價指標(biāo)分析了水交換能力。模擬結(jié)果顯示:示蹤物質(zhì)釋放初始時刻對大連灣整體的半交換時間有影響,平均半交換時間為9.6 d～12.3 d。對比大、小潮期間的物質(zhì)輸運過程,大潮期間海灣平均示蹤物質(zhì)濃度下降速度更快,水交換能力更強。大連灣的半交換時間的空間分布特征表現(xiàn)為距離灣口越近,半交換時間越短;相同距離下,西南部較東北部半交換時間短。大連灣中部水交換能力最強,其次是紅土堆子灣,甜水套灣和臭水套灣最差。 

【文章來源】：海洋環(huán)境科學(xué). 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

大連灣A、B、C站的海流驗證

為了對大連灣的整體和分區(qū)域的水交換能力有全面的認(rèn)識,本文基于無結(jié)構(gòu)的三角網(wǎng)格在大連灣海域建立了高分辨率的FVCOM三維水動力數(shù)值模型,利用半交換時間來評價大連灣的水交換能力。半交換時間,是保守物質(zhì)濃度降低為初始濃度一半所需要的時間,在一定程度上表征了海灣的水交換能力,在欽州灣[2]、膠州灣[6]、丁字灣[7]等海灣均有所應(yīng)用,是研究文獻(xiàn)采用較多的指標(biāo)。本文開展了大連灣內(nèi)保守物質(zhì)不同釋放時間對海灣整體半交換時間的影響、灣內(nèi)保守物質(zhì)濃度的時間演變過程、半交換時間的空間分布、不同區(qū)域的半交換時間等方面的研究工作,力求較為完整的反映大連灣在潮動力條件下的水交換能力特征,以期為大連灣生態(tài)排污的管理決策提供技術(shù)支持。1 材料與方法

模型區(qū)域計算范圍121.48°E—122.18° E、38.64°N—39.08° N,計算面積為1333 km2,模型共有17724個節(jié)點,33151個三角元,計算區(qū)域和網(wǎng)格分布見圖2。開邊界處分辨率為700 m,由外海向近岸逐漸加密,近岸分辨為100 m。模型采用中國近海的海圖水深數(shù)據(jù),統(tǒng)一到平均海面,將水深數(shù)據(jù)插值到網(wǎng)格上,垂向采用σ坐標(biāo),共分為11層。開邊界采用水位強迫驅(qū)動,利用全球海洋潮汐模型TPXO7.2提供的8大分潮(K1、O1、P1、Q1、M2、S2、N2、K2)預(yù)報水位,固邊界采用無滑動邊界條件。另外,為了減少能量在開邊界處的堆積,采用海綿條件使模型更加穩(wěn)定。模型采用模態(tài)分離的算法提高計算效率,根據(jù)CFL數(shù)值穩(wěn)定性條件,確定模型外模時間步長1 s,內(nèi)模時間步長10 s。模型從靜止開始啟動,不考慮溫鹽的影響所造成的斜壓效應(yīng)。1.2.2 模式驗證

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]欽州灣水交換能力數(shù)值模擬研究[J]. 陳振華,夏長水,喬方利.  海洋學(xué)報. 2017(03)
[2]珠江口及鄰近海域潮汐環(huán)流數(shù)值模擬Ⅱ——河口水交換和物質(zhì)輸運分析[J]. 丁芮,陳學(xué)恩,曲念東.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(07)
[3]臺風(fēng)對杭州灣水交換影響的定量研究[J]. 許靈靜,楊波,江文勝.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(06)
[4]異常大風(fēng)對膠州灣水交換影響的數(shù)值研究[J]. 劉睿,張學(xué)慶,王興,辛力,孫鵬.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2016(02)
[5]岸線變化對連云港港口海域水交換的影響研究[J]. 張存勇.  海洋科學(xué)進(jìn)展. 2015(01)
[6]基于質(zhì)點追蹤方法的渤海水交換特性[J]. 張宇銘,張淑芳,宋朝陽,吳克儉.  海洋環(huán)境科學(xué). 2014(03)
[7]環(huán)渤海排污口臨近海域水交換能力研究[J]. 張宇銘,宋朝陽,吳克儉,張淑芳.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(05)
[8]樂清灣水交換特征研究[J]. 羅鋒,廖光洪,楊成浩,徐曉華.  海洋學(xué)研究. 2011(02)
[9]大亞灣水交換的數(shù)值模擬研究[J]. 王聰,林軍,陳丕茂,章守宇.  南方水產(chǎn). 2008(04)
[10]丁字灣物質(zhì)輸運及水交換能力研究[J]. 孫英蘭,張越美.  青島海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2003(01)

碩士論文
[1]膠州灣水交換數(shù)值研究[D]. 曹振東.中國海洋大學(xué) 2011



本文編號：3225915