铁山湾海域风暴潮的数值模拟

铁山湾海域风暴潮灾害频发,为研究该海域风暴潮特征,基于Delft 3D模型和Holland台风模型,建立了一个高分辨率的风暴潮数值计算模型。通过对1409号"威马逊"和1415号"海鸥"台风风暴潮进行模拟,验证了模型的精确性。计算结果表明,由于铁山湾是个半封闭的喇叭形状港湾,港湾内侧的增水值大于港湾外侧,"威马逊"台风引发的内侧最大增水值达到3.5m,因此应更加重视港湾内侧的防灾减灾工作;同时,铁山湾海域风暴潮对台风参数的变化较为敏感,台风强度越大、路径距离铁山湾越近,其产生的增水越大。     

江苏沿海精细化风暴潮模式研究与应用

针对江苏沿海易遭受风暴潮影响的现状,分析了江苏历史上台风风暴潮灾害特征.选用Holland台风风场模型计算风场为强迫场,通过目前被国际上广泛接受的水动力模型ADCIRC建立台风风暴潮模式.建立的江苏海域精细化风暴潮数值预报模型,结合江苏沿海岸线和地形变化特点,采用非结构网格技术对研究区域复杂海域进行重点加密,选取历史上影响江苏沿海典型的四个台风,进行江苏沿海精细化风暴潮后报检验.通过对影响江苏海域的不同时期的台风风暴潮过程的数值预报检验可以得出:台风风暴潮数值预报模型的后报相对误差为18.3%,预报相对误差不大于20%,能够较好的预报风暴潮过程的发展,刻画不同台风过程引起的风暴增水过程,实现了江苏省沿海台风风暴潮的3d数值预报.     

北部湾台风暴潮研究现状与展望

本文对国内外风暴潮的研究现状、进展进行了回顾;对广西沿海风暴潮的研究情况进行了评述。台风暴潮是广西沿海地区的最大海洋灾害,减少这种灾害损失是我们坚持不懈的目标。台风暴潮在广西有着显著的区域性特点:非周期性水位总是先减后增,增减水在港湾的强化与大气重力波密切相关。深入研究这些特殊性的规律,是减少风暴潮损失的必要手段。     

1621号超强台风“莎莉嘉”风暴潮特征分析

为积累风暴潮预报经验,本文采用统计分析法和对比分析法,对1621号超强台风"莎莉嘉"影响广西沿海时的台风资料和风暴潮资料进行研究。结果表明:超强台风"莎莉嘉"路径稳定、强度强、移动速度不稳定,其造成的风暴减水明显,风暴增水周期性明显,多为单峰型,最大增水一般出现在台风登陆前3-5 h;风暴过程中,广西沿海3个监测站最大增水出现时间、强度基本一致;随着风向转变和风速增大,风暴增水呈现逐渐增大的趋势,台风强度越强最大增水越大,最大增水出现时间与台风移动路径有关。     

“桑美”超强台风风暴潮增水特征分析

为研究“桑美”台风风暴潮的增水特征，基于POM海洋数值模式，建立包含福建省、浙江省、江苏省在内的天文潮与风暴潮耦合数值预报模型，并以此模型计算浙江省南部至福建省北部9个站点在台风登陆期间的增水过程。结果表明，9个站点的增水曲线表现出3种类型:标准型、波动型、随机型。距台风登陆点最近的站点表现为标准型，稍远为波动型，台风边缘处表现为随机型；鳌江站具有远超其他站点的最大增水，而这一现象是台风登陆点位置、鳌江站的特殊地形、风暴潮与天文潮耦合作用等多种原因所致。     

长江河口沿海区域温带风暴潮预报模式的建立与应用

长江口地区既受到台风风暴潮影响,又受到温带风暴潮影响,而长江口地区温带风暴潮研究较少.因此,本文利用新一代中尺度大气模式——WRF,结合有限元二维水动力模型——ADCIRC,并耦合近海浅水风浪数值模型——SWAN,建立了一个长江口及邻近区域温带风暴潮预报模型.利用实测资料对温带风暴潮模型进行率定和后报检验,相对误差控制在10%之内.利用该模型,对温带风暴潮增水的特征及机制进行讨论分析,对比了风应力和气压对增水的贡献,并探讨了增减水对风向的响应,得到了一些有意义的结果.     

波浪对台风风暴潮过程的影响分析

利用胡克林等建立的长江口及邻近海域的二维风暴潮数值计算模式,对2007-2008年有较大影响的4次台风风暴潮进行加波浪和不加波浪的后报计算.将计算结果与实测资料进行比较分析,得出结论:波浪对于风暴潮的影响程度取决于台风的路径、登陆地点和不同时刻.在台风登录前后一两天内,加波浪计算比不加波浪计算出的风暴潮水位精度总体要高;当台风传播到近岸时,波浪破碎对近岸增水影响较大,需要加波浪计算台风风暴潮;对南登陆北上转出型台风风暴潮计算时需加波浪,而对南登陆型可不必加波浪,以提高计算效率.     

东海风暴潮数值预报模式参数的敏感性分析

设计两个模拟台风,以北上型台风路径对东海风暴潮数值预报模式进行敏感性分析。采用高桥水文站的风暴潮计算结果,分析了台风引起的最大增水及出现时间对台风中心经度、纬度、中心气压和最大风圈半径的敏感程度。结果表明,最大风暴增水的数值对台风中心纬度并不敏感,对台风中心气压、最大风圈半径有一定的敏感,但也并不显著,而对台风中心经度最为敏感。最大增水出现的时间则对台风中心气压、最大风圈半径并不敏感,对台风中心经度和纬度较为敏感,尤其是纬度最为显著。在设计的两种模拟台风中,最大增水出现的时间表现出对台风中心纬度以及台风移速更为敏感.     

渤海风暴潮过程的数值模拟研究

基于三维近海海洋模式——FVCOM(the finite volume coastal ocean model)海洋动力学模型,利用中尺度气象预报资料WRF(the weather research forecasting model)风场数据和网格嵌套方法,通过潮汐和风场共同驱动,建立了渤海风暴潮模型.对1997年8月的Winnie台风风暴潮进行数值模拟,研究了渤海风暴潮增减水及流场的时空变化特征.研究表明,渤海沿岸增水幅度较大,水位变化明显,潮流运动发生较大改变.利用模拟结果,研究了岸线变化对渤海湾风暴潮增水的影响.岸线变化后,曹妃甸港、天津港和黄骅港海域,风暴潮增水有不同程度的增加,渤海湾风暴潮灾害强度有增加的趋势.     

东海沿岸台风及风暴潮灾害特征及成因

基于东海沿岸4个验潮站的风场、潮位观测资料以及Unisys Weather的312次台风路径观测资料,对东海沿岸台风的路径、发生频率以及风暴潮增水特征进行系统分析。结果表明：西北行台风占台风总数的96%,造成的灾害约占灾害总数的80%;风暴潮灾害的第一显著周期为5 a,同时具有与厄尔尼诺现象相关的11 a 显著周期;东海潮位有逐年增加的趋势,平均3 cm/a,最大达5 cm/a;台风期间主要为东风和南北风向,这种风向使得水体向岸或者沿岸输运,在一定程度上增加了增水的程度。     

福建省沿岸港湾余流的特征

对1980—1986年的福建省5个港湾79个测站的海流观测资料进行分析,得出福建省沿岸港湾的余流具有以下几个值得注意的特征:(1)港湾口门处的表层余流和底层余流流向大致相反;(2)在“口小腹大”的港湾中,表层余流存在着余流环流,而底层余流环流则随着水深的不同而具有不同的特点;(3)河口区的底层余流可形成辐合区,而表层余流则一致流出河口.     

三峡库水升降条件下大石板滑坡变形及稳定性预测

三峡水库修建蓄水后,大量的古滑坡复活,并形成了一些新滑坡。大量的调查研究和工程实例表明滑坡前缘库水升降是致使水库滑坡形成和变形的重要诱发因素。以三峡库区大石板滑坡为例,使用FLAC3D软件建立不同蓄水阶段时滑坡的变形和稳定性状况,得到大石板滑坡变形发展趋势与库水升降之间的相关规律。研究表明,大石板滑坡稳定性良好,但蓄水状态下变形及稳定性状况较天然状态明显恶化,尤其是库水下降后滑坡的变形最大,稳定性也最差。     

海湾内传输过程时间尺度的计算方法

为了探明海湾中水体交换、污染物扩散等过程中的物质传输特征,提出相应传输时间尺度的计算方法并进行数值模拟分析。基于水动力模型COHERENS,分别采用基于粒子跟踪法的Lagrange方法和基于对流-扩散方程的Eul-er方法对东京湾的滞留时间和游弋时间进行计算。结果显示:传输时间尺度在东京湾中的分布特征,表明水体自外洋进入海湾后的传输过程及湾内外水体的交换速率都在空间上存在差异。本方法既可用于估计水体系统宏观的传输时间尺度,亦能得到其空间分布。     

复杂工况土质边坡的失稳破坏特征

库岸边坡的失稳和破坏往往会造成严重的人员伤亡与巨大的经济损失。造成边坡失稳和破坏的因素多种多样。开展了不同含砂率的均质饱和土质边坡在水位升降、水下冲刷、震动及不同水流流速下边坡的失稳与破坏室内模型试验。试验结果表明：在水位升降与水下冲刷条件下,均质下蜀土饱和土质边坡稳定性最好,土质边坡含砂率越高,边坡抵抗水位升降与水下冲刷的能力越弱,边坡越易失稳滑塌破坏;在震动作用下,饱和边坡土体内孔压快速上升,有效应力快速减小,边坡更易失稳崩塌破坏。水流潜蚀导致边坡土体细小颗粒更易流失,水流潜蚀作用使边坡坡脚部位形成凹陷空洞,使坡体上部失去支撑而导致边坡崩塌失稳破坏,且水流速度越快,边坡越易破坏。     

水位变化条件下波浪侵蚀坡面微地貌演变过程

大量水利工程的修建形成大量的水库,由于水利工程有调控水资源的需要,水位涨落在所难免,这种条件下波浪对库岸的侵蚀与水位固定时必然不同．利用水槽模拟试验,研究水位在涨、落以及固定时波浪对20。边坡的侵蚀．结果表明,水位涨落时与水位固定时波浪侵蚀过程有明显不同．水位下落时15～30rain为主要侵蚀时间段,中部土体侵蚀严重,水位上涨和固定时中上部土体侵蚀严重．3种水位条件下,侵蚀率都呈现先快后慢的趋势．水舌作用是波浪侵蚀的重要因素之一．当对库岸进行构件保护时,可考虑以消减水舌拍击坡面的力量为主要手段．     

冻融作用对土壤水分迁移和地下水位波动影响的实验研究

相比于非冻土分布区,季节性冻土区冬春季节的冻融作用显著影响着土壤水分运动和地下水位动态,进而改变地下水土环境中的水力条件和污染物分布特征.针对冻融作用下地下水位的波动过程尚缺乏定量化的具体研究,本文首次建立包气带、含水层水分迁移过程的冻融循环模拟实验装置,定量模拟分析了不同介质粒径和不同温度条件下冻融过程造成的水位波动差异,揭示冻融作用下土壤水分迁移和地下水位的波动规律.结果表明:冻融过程地下水位变化阶段与土壤冻融阶段相对应,且存在滞后现象;土壤的介质条件和温度条件均对冻融过程中地下水的波动具有重要影响,粒径越细,温度梯度越大,水分迁移量越大,水位波动越显著.     

深圳河湾流域溢流污染规律及其对海湾水质的影响

以深圳河湾流域为研究对象,基于流域降雨径流污染-沿河截排系统溢流-海湾水动力水质联合模型,分析研究区溢流污染输出的时空变化规律及其对海湾水质的影响.结果表明,全年流域主要污染源为污水处理厂尾水污染和溢流污染;溢流污染占入河湾总污染负荷的30％左右,雨季升至50％左右,成为深圳河湾流域雨季最主要的污染源;溢流污染负荷季节...     

广西4个港湾海洋环境质量现状调查

分别在1996年夏冬季对广西沿岸铁山港、廉洲湾、钦州湾、防城湾海洋环境质量现状进行调查,调查测站29个,其中河口区3个,港口区5个,养殖区7个,浅海区14个。调查项目包括PH值、溶解氧、化学耗氧量、油类、Cu,Pb,Zn,Cd,Hg,无机磷、无机氮、硫化物和有机质。除近岸局部区域外,大部分海域的水质符合一类海洋水水质标准,港湾沉积物和生物体污染较轻,海洋环境质量状况良好。廉洲湾海域的污染要比其他3个港湾的严重。     

浙闽淤泥质港湾的基本特征

淤闽淤泥质港湾是我国重要的海岸类型。潮波传播过程中受到地形制约，具有驻波特性，潮差大，潮流急。港湾处于隐蔽条件下，湾顶潮滩和港汊广泛发育。本文在１９９１￣１９９２年野外调查，浅滩水文测验和前人研究的基础上，从动力、沉积和地貌的角度出发，对潮波基本特征、潮滩沉积模式和港湾稳定指标作出新的概括和发展，为港湾综合开发提供依据。     

基于滞后效应和防洪调度的大坝渗流预测模型研究

降雨和库水位对大坝渗流表现出一定的滞后性和非线性,且降雨和库水位之间本身又存在一定的耦合关系,渗流的机理比较复杂.汛期降雨多,管理部门需要对水库库容进行防洪调度,水位变化比较频繁,导致汛期渗流波动较大.分析了水位和降雨对大坝渗流的滞后效应,简要介绍了汛期水库的洪水预报和防洪调度,建立了基于滞后效应和防洪调度下的大坝渗流监控模型.以某拱坝为例,对汛期内的大坝渗流进行了预报,预报精度较好.