潮汐影響下濱海地下水超高：等效海岸邊界條件的確定.pdf

1、潮汐海平面上下波動(dòng)帶動(dòng)毗鄰的濱海地下水水位振動(dòng)，對(duì)達(dá)到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定后的地下水水位作周期平均后，其位置高出不考慮潮汐作用的穩(wěn)態(tài)水位，即潮汐影響下濱海地下水水位存在超高。當(dāng)海岸沙灘角度較小時(shí)，這種由于潮汐產(chǎn)生的超高非常明顯。然而，由于潮汐動(dòng)邊界處理的復(fù)雜性而導(dǎo)致巨大的計(jì)算量，在現(xiàn)有的區(qū)域地下水?dāng)?shù)學(xué)模型中，潮汐引起的海平面波動(dòng)通常被忽略，僅僅以平均海平面高度作為模型的海岸邊界條件，其預(yù)測(cè)出的地下水水位位置與實(shí)際情況可能會(huì)有一定的誤差。因此，本文通

2、過數(shù)值模擬，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，尋找一個(gè)等效的海岸邊界條件的確定方法，這個(gè)等效邊界既包含潮汐對(duì)內(nèi)陸地下水水位的超高效應(yīng)；同時(shí)，這個(gè)海岸邊界可以直接作為區(qū)域數(shù)學(xué)模型的輸入邊界，不增加現(xiàn)有的計(jì)算量。 在分析描述潮汐影響下濱海地下水運(yùn)動(dòng)的控制方程和邊界條件的基礎(chǔ)上，建立了地下水運(yùn)動(dòng)數(shù)值模型?；跓o量綱化后的參量α和ε，以及特殊定義的超高，通過大量的數(shù)值實(shí)驗(yàn)及回歸分析，推導(dǎo)出計(jì)算超高的經(jīng)驗(yàn)公式(A表示潮汐振幅，Ov表示超高)：Ov=A

3、×[1-(0.11×α+1.33)×exp(-0.89×ε0.46)]，并通過物理實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析數(shù)值模擬結(jié)果。最后通過一個(gè)實(shí)例指出了超高經(jīng)驗(yàn)公式應(yīng)用于等效海岸邊界條件的過程。 此外，本文還數(shù)值模擬研究了兩個(gè)相關(guān)問題，得出主要結(jié)論如下：(1)濱海潛水水位受潮汐影響而振動(dòng)具有三個(gè)特點(diǎn)：振幅衰減、相位滯后、振動(dòng)不對(duì)稱性；(2)無量綱化后的浸潤(rùn)面長(zhǎng)度與參量α和ε存在較好的相關(guān)性，且受參數(shù)ε的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于α的影響，并隨著ε的增大而增加。無量