福建近海漂移物漂移轨迹分析及模拟

浮子漂移实验能够捕捉海域表面海流的特征，为提高海上漂移物漂移轨迹预测模式的预测精度提供改进依据.通过在福建近海的浮子漂移实验，选取兴化湾、厦门湾与湾外近岸海域浮子的运动轨迹，对研究海域的表面流进行分析，并在业务化三维海洋动力模型基础上，结合拉格朗日粒子追踪法，建立了福建近海海上目标物漂移轨迹预测模式，利用浮子漂移实验对漂移模式在福建近海的适用性进行了验证.研究结果表明：湾内浮子运动主要受潮流作用，呈现往复运动的趋势；湾外浮子运动主要由外海环流驱动，有沿等深线迁移趋势，并受到潮过程作用局部形成回流.而本研究构建的福建近海海上目标物漂移轨迹预测模式的模拟结果与浮子漂移结果基本一致，并且相对于湾内的轨迹预测，湾外的模拟有更高的可信度.同时浮子漂移实验还表明FES潮流模型在台湾海峡有较高的准确度，而湾内欠佳.     

海州湾海域三维潮流数值模拟

基于三维河口、陆架、海洋模型(ECOM3D),引入干湿网格法变动边界处理技术,建立三维动边界潮流数值模型.将该模型用于海州湾近岸海域三维潮流场模拟,结果表明,模型计算结果与实测值吻合良好,较好地模拟出此海域M2分潮的潮流场时空分布特点:大部分海域流速在40~65 cm/s之间,垂直流速量级为10-4m/s,最大垂直流速为5.2×10-4m/s.     

渗透法在苏北辐射沙脊群海域潮流计算中的应用

针对苏北辐射沙脊群海域潮滩边界坡度小、存在浅滩显露的地形特点,将渗透法引入到潮流数值计算中,推导出考虑渗透时的二维潮流控制方程,并进行了数值模拟.数值模拟的计算结果和实测结果吻合较好,从计算得到的流场图中,明显可见潮滩、沙脊对潮流的影响,表明渗透法对于该海域的潮流计算具有很好的适用性.     

核电厂海域放射性后果评价系统

 基于中国海域海流预报数据和核电厂近岸海域的高分辨率岸线及海底地形资料,建立了核电厂海域放射性后果预测与评价系统。该系统采用成熟的海流预报模型和输运扩散数值模型及直观的剂量评估方法,可对中国不同核电厂址核事故下液态放射性物质的排放进行污染物输运路径模拟,并可以在中国特定核电厂的近岸海域进行精细化3维后果评价,为应急响应行动提供决策技术支持。本文针对宁德核电厂进行了假想核事故案例计算,结果表明一般情况下模拟海域内潮流类型为半日潮流,落潮流向偏东,涨潮流向偏西,海流速度较小,扩散过程缓慢,会在近岸海域积累较高的放射性浓度。     

三维潮流泥沙运动的一种数值模拟

采用σ坐标变换,将具有自由面的三维非线性潮流微分方程转换为模型所采用的模式方程;运用三角网络有限差分格式,将该模式方程和泥沙扩散方程分别离散,提出了一种新的三维潮流和泥沙运动的数值模拟方法,并与理论解进行了比较,对渤海湾湾顶典型玻潮流流与泥沙运动进行了数值模拟,以较高的辨率揭示了该海域潮流与泥沙运动的典型特征,计算结果与实际吻合良好。     

不同围填海方案对南黄海辐射沙脊群海域的冲淤影响研究

本文采用MIKE21二维水动力模型模拟了南黄海辐射沙脊群海域的潮流形态,模拟结果与实测潮流基本一致.在此基础上,比较了三套不同围填海方案对工程附近区域的冲淤影响.从整体上看,三套方案都会对工程周边海域的海底冲淤产生明显影响.条子泥围填海工程后在其北部产生淤积,在东南部产生冲刷.东沙和高泥两座人工岛的建成使原本以弶港为中心扇形辐聚、辐散的潮流格局有所改变,潮流进出主要集中在西洋水道南端和黄沙洋水道西端这两条潮流通道,通道内流速增大,产生冲刷;而两人工岛东部和弶港东部海域产生淤积.基于目前的模拟结果,只建设高泥和东沙两座人工岛更有利于维持西洋水道和黄沙洋水道的畅通,对近岸港口资源具有保护作用.     

江苏辐射沙洲海域最大可能潮差的计算与分析

为江苏辐射沙洲湿地开发和沿岸港口建设的需要,研究并建立了辐射沙洲海域及沿岸港口最大可能潮差的计算公式.利用改进的G·Godin潮汐调和分析程序对江苏省辐射沙洲海域的21个验潮站潮位资料进行分析.利用Delft3D数值模型对辐射沙洲海域潮流动力进行计算,得到模拟海域8个主要分潮的潮汐调和常数.运用统计分析方法,给出适用于江苏辐射沙洲海域最大可能潮差的计算公式.经验证,该公式简捷、实用,其相对误差绝对值均小于0.5%.     

极射赤面投影坐标系二维间断有限元水动力模型

针对普通经纬球坐标下二维浅水方程数值模型存在奇异点和网格辐合的问题,通过极射赤面投影方法将经纬球坐标转化为平面坐标实现网格重划,并应用无积分节点间断有限元空间离散方法,建立了可应用于大范围海域模拟的二维水动力数值模型.利用建立的模型模拟了渤海海域潮波和渤海湾局部潮流运动,模拟结果与实测数据吻合良好,表明极射赤面投影坐标...     

半封闭海湾围填海对水动力 环境的影响分析

以东山湾为例,采用平面二维数学模型,从潮流、纳潮量和水交换3个方面探讨湾内围填海对东山湾水动力环境的影响.研究结果表明:随着填海面积的增加,影响范围及程度不断增大;湾口海域对填海区位置及填海范围的响应较为敏感,当填海范围扩大到湾口海域后,纳潮量减少10%以上,大潮平均水交换率均减小8.82%,小潮平均水交换率减小13.33%,易影响湾内的污染物扩散能力,从而引发水质和生态问题.     

ECOM模式在丁字湾的作用

应用河口、陆架和海洋模式（ECOM模型），引入干湿网格法模拟潮滩涨落的改进，并建立丁字湾及近岸海域的三维变动边界潮流模型。该模型考虑了湾口拦门沙、湾内水道和人工围海等地形特点。计算结果与实测值比较符合良好，较好地刻画出丁字湾M2分潮潮流场的时空分布特点。     

雷州半岛东部近岸海域潮流特征分析

为进一步研究雷州半岛东部近岸海域的潮流分布规律,采用准调和分析的方法,对2012年8—9月雷州半岛东部海域海洋观测获取的潮流数据进行分析,探讨该海域的潮流性质、实测潮流统计特征、潮流运动形式、最大可能潮流流速和余流的分布特征。研究结果表明:雷州半岛东部海域为不规则全日潮流,涨潮段流速大于落潮段流速,最大流速基本都出现在表层。近岸浅水测站涨、落潮流平均流向基本沿海岸线方向,呈往复流,深水测站基本呈旋转流,区域性变化显著。潮流的可能最大流速出现在C9测站的表层,余流主要受风况、地形因素影响,强度较小,一般在10 cm/s以下。本研究结果可为雷州半岛东部海域的数值模型验证和工程应用研究提供重要参考。     

平潭竹屿湾潮流泥沙运动特征的数值模拟分析

基于非结构网格FVCOM模型构建平潭竹屿湾潮流泥沙计算模型,开展竹屿湾附近海域潮汐潮流、悬浮泥沙输运模拟计算,分析其潮流泥沙的运动特征。模型计算结果显示,海坛海峡内潮波为前进波,潮流与潮位变化同步,但竹屿湾内的潮波为驻波;海坛海峡内大潮、小潮期间垂线平均悬浮泥沙浓度差别较小;现状条件下海床的年最大冲刷强度约为10 cm·a-1。实测数据与模拟计算结果的对比研究表明,模型可以较好地模拟竹屿湾附近潮汐潮流和泥沙的运动特征;竹屿湾海床总体稳定,可能是周围工程建设和人工采砂导致竹屿湾海床局部发生冲淤。     

舟山海域哺乳动物化石研究

记述了舟山海域发现的120余件哺乳动物化石并对其中4件带有人工痕迹的鹿角进行了观察和描述;结合台湾澎湖海沟、福建东山等海域的发现以及海洋地质学、冰川学、第四纪孢粉学资料,对末次冰期时舟山地区的古气候和古生态环境进行了探讨;通过对河姆渡遗址以及国内外考古资料的分析,说明宁绍平原可能是冰后期一个人类生产活动和文化传播的中心.     

烟台外海潮波的特征

在烟台外海,潮汐属于正规半日潮性质,而潮流属于日潮流性质.用数值模拟和实测潮流分析两种方法研究了该特征并解释造成这一现象的原因:在烟台外海M2分潮具有驻波振动,存在着M2分潮流的辐聚、辐散现象,因而该海域M2分潮流很小.该海域日分潮流没有辐聚、辐散现象,因而日分潮流相对较强,从而造成了该海域的潮汐、潮流性质相异的特殊现象.     

南黄海辐射沙脊群地貌演变的模拟研究

南黄海辐射沙脊群的地貌演变机制是物理海洋和海洋地质学家们近30多年来争议较多的问题.本文设计了两个理想实验,模拟苏北潮流脊在理想地形下的发育过程.通过对比真实地形和两个理想地形下的模型结果,本文探讨了潮流脊的发育条件和古沙坝对沙脊群发育的影响以及沙脊群在理想状态下的演变过程.结果表明,(1)江苏近岸海域辐射状流场不依赖于辐射状地形,局部区域的地形差异不影响大范围的潮波系统和潮流特征;辐射沙脊群区域的辐射状潮流是潮汐与中国东部岸线的必然产物.(2)废黄河口海域不断受到侵蚀,等深线向后退,是辐射状沙脊群发育的重要泥沙来源之一.(3)潮致沉积和侵蚀对20m水深以下且未发育潮流脊的平坦地形影响微弱.     

黄茅海潮流场计算分析

采用海岸工程水动力学数学模型,用水平方向上的曲线正交坐标与垂直方向上的Sigma坐标相结合的方法,对黄茅海海域潮流场进行了计算;计算结果与实测结果比较表明:模型能较好地复演黄茅海潮流场,可以用于工程实际中的沿岸及河口湾潮流场问题的计算。     

基于WRF风场再分析的银滩波浪场数值模拟

北海银滩海域实测波浪资料缺乏,为了获取银滩附近海域的波浪数据,以便对银滩水动力条件进行分析,利用WRF(全球气候模型)对NCEP(美国环境预测中心)的CFSR(气候预测系统再分析)资料进行再分析,得到北海区域高空间分辨率的10 m高度风场,并建立潮流模型以计算北海海域潮流场,进一步利用风场、潮流场成果建立MIKE 21 SW波浪模型对北海海域波浪场进行模拟计算及分析。结果表明:模型计算成果合理,可为银滩海域波浪分析提供有效的手段;北海银滩附近全年波浪以南向浪为主且趋于与银滩滩面垂直,全年浪高多为0.2~0.5 m,波浪周期一般为2~4 s。     

核电站液态排放中放射性核素从海水转移到海洋生物的数值模拟

采用潮流污染扩散的数值模拟,得到了大鹏澳和西大亚湾部分海域的流场、浓度场分布。在此基础上,建立了放射性核素在罗非鱼体内转移的数学模型,并根据Fick定律以及物质守恒的原理建立了相应的微分方程组,对罗非鱼从摄取放射性核素110mAg,直到排泄该核素的整个过程进行数值模拟。模拟结果与有关实验基本一致,说明本模型的建立以及参数的选取是可靠的。这为预测核电站废水排放中放射性核素对海洋生物的影响提供了科学依据。     

江苏沿海大规模围垦对近海潮汐潮流的影响

基于江苏近海二维潮汐潮流预报数值模型,以2008年为基准水平年(现状),对江苏沿海滩涂围垦规划(2010-2020年)的3个阶段进行了数值模拟.从该海域主要分潮潮波分布、潮汐通道流速和单宽纳潮通量变化3个方面探讨了大规模滩涂围垦工程对江苏近海潮汐潮流的影响.数值模拟结果显示:3个阶段围垦工程实施后,M2分潮无潮点位置向...     

人工岛与多工程影响下的潮流动力响应特征

人工岛常与连岛桥、海岸防护等工程构成复杂的人工岛工程系统,科学评估人工岛与多工程对周围海域潮流动力的影响,对海洋空间资源的开发与利用具有重要的指导意义。以海南三亚新机场工程为对象,建立了工程海域潮流数学模型,采用实测的潮位、流速、流向数据对模型进行了验证,模拟研究了人工岛、离岸潜堤和连岛桥等多工程作用下的潮流场响应特性。结果表明：工程海域的主体潮流特征为往复流,人工岛建设后其周围产生绕流,人工岛东北偏北和西南偏南两侧流速增大,西北偏西和东南偏东两侧形成缓流区,流速显著减小;弧形离岸潜堤修建后,其南北两侧由于绕流作用流速增大,弧内与东西两侧因阻水影响流速减小;连岛桥建设对潮流场的影响相对较小,主要表现为连岛桥背流侧的流速总体减小,而在人工岛与离岸潜堤的部分掩护区域,连岛桥则会导致流速有所增加。总体而言,在人工岛、离岸潜堤和连岛桥的共同作用下,工程海域潮流动力的时空变化将更为复杂,工程对不同位置处水流运动的影响规律存在明显的差异。