渤海灣風(fēng)暴潮漫灘數(shù)值預(yù)報(bào)模型的研究及其應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)是世界上風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生最頻繁且所受影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一。改革開放以來，我國(guó)沿海地區(qū)的發(fā)展水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)地，已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、人口最稠密、資產(chǎn)最集中的地區(qū)。中國(guó)擁有漫長(zhǎng)的海岸線和遼闊的海域，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了良好的客觀有利條件，但也伴隨著頻繁的海洋災(zāi)害。在所有的海洋災(zāi)害中，對(duì)我國(guó)影響最大、發(fā)生頻次最高、造成經(jīng)濟(jì)損失最嚴(yán)重的是風(fēng)暴潮。對(duì)風(fēng)暴潮物理機(jī)制的研究，探討潮災(zāi)的發(fā)生規(guī)律，特別是通過對(duì)風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)方法的研究，對(duì)中國(guó)和世界上所有的沿海

2、國(guó)家都具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文由N-S方程出發(fā)，系統(tǒng)的推導(dǎo)了二維非恒定流方程，并以此為基礎(chǔ)建立數(shù)學(xué)模型。采用有限差分的ADI(Alternating Direction Implicit Method)格式對(duì)風(fēng)暴潮方程進(jìn)行離散和求解，然后利用有限體積的無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格方法對(duì)漫灘控制方程進(jìn)行離散和求解。同時(shí)考慮風(fēng)場(chǎng)、天文潮、壓力場(chǎng)對(duì)風(fēng)暴潮的影響，建立風(fēng)暴潮漫灘數(shù)值預(yù)報(bào)模型，可以模擬預(yù)報(bào)風(fēng)暴潮增水過程，并同時(shí)計(jì)算漫灘過程和淹沒范圍

3、，達(dá)到實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。
　　 本文首先將二維潮流模型應(yīng)用于黃、渤海區(qū)，模擬了該范圍內(nèi)的潮流場(chǎng)并獲得小模型計(jì)算所需的水邊界條件。然后將二維風(fēng)暴潮漫灘模型應(yīng)用于渤海灣，同時(shí)考慮風(fēng)場(chǎng)、壓力場(chǎng)等附加條件的影響。通過對(duì)渤海灣2007年3月份風(fēng)暴潮增水過程的計(jì)算模擬，給出了渤海灣沿岸風(fēng)暴潮潮位增水過程，在假設(shè)海堤高度的前提下，根據(jù)現(xiàn)有岸上地形資料模擬沿岸漫灘過程。將計(jì)算出的風(fēng)暴潮潮位過程與塘沽驗(yàn)潮站實(shí)際觀測(cè)資料進(jìn)行了比較，結(jié)果表明風(fēng)暴潮漫灘數(shù)學(xué)模