海灣圍填引起的潮流運動變化及其影響研究——以防城港海灣為例.pdf

1、隨著沿海地區(qū)的經(jīng)濟快速發(fā)展，沿海地區(qū)土地需求增大，圍海造地成為擴展土地的一個重要途徑。但是在海灣地區(qū)，圍海工程會改變海灣的潮流場，引起潮流動力變化，海灣的水體與外海水體的交換能力會發(fā)生改變，海灣內(nèi)水質(zhì)會發(fā)生改變，研究圍海工程對海灣水動力結(jié)構(gòu)的影響是非常有意義的。潮流是海灣的主要水動力條件之一，是海灣內(nèi)諸如泥沙、鹽分、各種污染物物質(zhì)的輸運載體。所以在海灣工程及環(huán)境問題的研究中，必須首先要對潮流場有一個詳細的了解。而數(shù)值模擬為了解潮流場提供

2、了一種有效的手段。 本文的主要工作是建立一個深度平均的二維水動力及污染物輸移擴散的數(shù)值模型，并通過數(shù)值模型計算研究整個海灣的潮流場變化和海灣的水交換能力變化及其灣內(nèi)子區(qū)域的相互影響變化。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)用深度平均的淺水方程為控制方程，采用ADI法在貼體正交曲線網(wǎng)格上離散潮波方程，建立了一個深度平均的二維潮流數(shù)值模型。用該模型針對防城港灣的潮流運動進行了數(shù)值模擬，分析研究了防城港灣圍海規(guī)劃實施前后的潮流運

3、動特性。 (2)在沿海地區(qū)潮汐余流雖然較弱，但對于污染物的擴散輸移和長期的穩(wěn)定分布起到重要作用，是近海水質(zhì)環(huán)境的重要影響因素。由于防城港地區(qū)以正規(guī)全日大潮為常見潮型，本文計算了防城港灣的大潮歐拉余流場，同時通過與實測結(jié)果的比較，校驗了模型潮流計算結(jié)果的合理性。 (3)海灣的納潮量是表征一個海灣潮汐動力的重要參量，在計算研究了圍墾工程帶來的潮流流態(tài)的變化基礎(chǔ)上，計算了規(guī)劃對防城港東西兩灣納潮量的影響。計算結(jié)果表明，工程會造

4、成防城港海灣納潮量在東灣減少約20％，在西灣減少約10％，整個海灣減少約20％，由此可以預測防城港灣的水體與灣外的交換能力將降低不少。 (4)通過跟蹤示蹤粒子運移軌跡的方式計算出幾個重點區(qū)域水質(zhì)點的運移規(guī)律，認為示蹤粒子的釋放時刻會影響粒子的運動軌跡。在潮流數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，建立了深度平均的二維物質(zhì)輸移擴散的數(shù)學模型。通過對關(guān)心區(qū)域的示蹤濃度物質(zhì)的跟蹤計算，得出了防城港灣各區(qū)域的水交換能力，并對圍海規(guī)劃實施后防城港灣各區(qū)域的水交