海灣圍填引起的潮流運(yùn)動(dòng)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(jì)快速發(fā)展，沿海地區(qū)土地需求增大，圍海造地成為擴(kuò)展土地的一個(gè)重要途徑。但是在海灣地區(qū)，圍海工程會(huì)改變海灣的潮流場(chǎng)，引起潮流動(dòng)力變化，海灣的水體與外海水體的交換能力會(huì)發(fā)生改變，海灣內(nèi)水質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，研究圍海工程對(duì)海灣水動(dòng)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(dòng)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(yùn)載體。所以在海灣工程及環(huán)境問(wèn)題的研究中，必須首先要對(duì)潮流場(chǎng)有一個(gè)詳細(xì)的了解。而數(shù)值模擬為了解潮流場(chǎng)提供

2、了一種有效的手段。 本文的主要工作是建立一個(gè)深度平均的二維水動(dòng)力及污染物輸移擴(kuò)散的數(shù)值模型，并通過(guò)數(shù)值模型計(jì)算研究整個(gè)海灣的潮流場(chǎng)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(gè)深度平均的二維潮流數(shù)值模型。用該模型針對(duì)防城港灣的潮流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析研究了防城港灣圍海規(guī)劃實(shí)施前后的潮流運(yùn)

3、動(dòng)特性。 (2)在沿海地區(qū)潮汐余流雖然較弱，但對(duì)于污染物的擴(kuò)散輸移和長(zhǎng)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(jiàn)潮型，本文計(jì)算了防城港灣的大潮歐拉余流場(chǎng)，同時(shí)通過(guò)與實(shí)測(cè)結(jié)果的比較，校驗(yàn)了模型潮流計(jì)算結(jié)果的合理性。 (3)海灣的納潮量是表征一個(gè)海灣潮汐動(dòng)力的重要參量，在計(jì)算研究了圍墾工程帶來(lái)的潮流流態(tài)的變化基礎(chǔ)上，計(jì)算了規(guī)劃對(duì)防城港東西兩灣納潮量的影響。計(jì)算結(jié)果表明，工程會(huì)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(gè)海灣減少約20％，由此可以預(yù)測(cè)防城港灣的水體與灣外的交換能力將降低不少。 (4)通過(guò)跟蹤示蹤粒子運(yùn)移軌跡的方式計(jì)算出幾個(gè)重點(diǎn)區(qū)域水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)移規(guī)律，認(rèn)為示蹤粒子的釋放時(shí)刻會(huì)影響粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。在潮流數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了深度平均的二維物質(zhì)輸移擴(kuò)散的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)對(duì)關(guān)心區(qū)域的示蹤濃度物質(zhì)的跟蹤計(jì)算，得出了防城港灣各區(qū)域的水交換能力，并對(duì)圍海規(guī)劃實(shí)施后防城港灣各區(qū)域的水交