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帶動毗鄰的濱海地下水水位振動，對達到動態(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，這種由于潮汐產(chǎn)生的超高非常明顯。然而，由于潮汐動邊界處理的復(fù)雜性而導(dǎo)致巨大的計算量，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)測出的地下水水位位置與實際情況可能會有一定的誤差。因此，本文通

2、過數(shù)值模擬，結(jié)合物理實驗對比分析，尋找一個等效的海岸邊界條件的確定方法，這個等效邊界既包含潮汐對內(nèi)陸地下水水位的超高效應(yīng)；同時，這個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)有的計算量。 在分析描述潮汐影響下濱海地下水運動的控制方程和邊界條件的基礎(chǔ)上，建立了地下水運動數(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)值實驗及回歸分析，推導(dǎo)出計算超高的經(jīng)驗公式(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)]，并通過物理實驗對比分析數(shù)值模擬結(jié)果。最后通過一個實例指出了超高經(jīng)驗公式應(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具有三個特點：振幅衰減、相位滯后、振動不對稱性；(2)無量綱化后的浸潤面長度與參量α和ε存在較好的相關(guān)性，且受參數(shù)ε的影響遠遠大于α的影響，并隨著ε的增大而增加。無量