基于EFDC的渤海环流及其影响因素的数值模拟研究

发布时间：2020-06-21 11:27

【摘要】：渤海,作为中国近海海域的一个重要组成部分,对于区域自然生态环境和经济发展都有着十分重要的意义。渤海平均水深仅有18m,其半封闭式的独特结构决定了其特有的水动力特征。渤海环流是其物质和能量输运的决定性因素,因此,深入研究渤海的环流结构和特征,综合分析不同因素对渤海不同季节环流的影响是非常必要的。本文采用了基于Lagrangian粒子追踪的数值模拟方法对渤海环流结构及其影响因素进行了研究。 首先,本文采用了基于正交曲线网格的环境流体动力学模型(Environmental Fluid Dynamics Code),综合考虑了实际风场、海表热通量和环渤海的主要入海径流,建立了渤海三维斜压模型,对渤海海域的水动力及温盐过程进行了两年的数值模拟。模拟分析得到的渤海同潮图、潮流椭圆图以及温盐平面分布均与海洋图集资料相吻合,并采用实测的潮位、潮流调和常数以及温盐过程对模型进行验证,结果表明该三维模型能够较好地再现渤海水动力特性及温盐特征。 采用已建立的渤海三维斜压模型,基于Lagrangian粒子追踪法,对渤海冬季和夏季环流结构进行分析,发现渤海环流存在明显的三维结构；冬季与夏季在渤海中部、长兴岛海域及渤海湾口处有相似的环流结构；冬季辽东湾存在一个顺时针环,夏季则是一个较强的逆时针环；夏季环流强度要大于冬季。通过6组数值试验对比,发现在冬季和夏季风生环流和热盐环流对渤海环流的贡献均大于潮的作用,冬季风生环流占优,夏季热盐环流占优；径流对渤海环流的影响仅体现在河口附近；研究拉格朗日环流仅考虑M2分潮的作用是不够的。 通过已建立的三维模型,探讨了矩形形式围填海工程和流线形形式围填海工程对渤海长兴岛海域及渤海海峡北部的局部环流结构的影响,将两种工况分别与原始地形下的局部海域环流结构对比,研究发现：冬季,围填海工程对长兴岛海域的逆时针环流有加强作用,夏季则对该逆时针环流有一定的削弱作用;冬季水体向渤海内部及外部输移的能力均有所削弱;矩形形式的围填海工程对渤海海峡北部的粒子输移轨迹影响较为明显；冬季和夏季,流线形形式的围填海工程对局部海域的环流结构影响均小于矩形围填海工程对其的影响。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P731.2

【参考文献】

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本文编号：2724000