磨刀門水道鹽水入侵?jǐn)?shù)值模擬.pdf

1、珠江口咸潮災(zāi)害日趨嚴(yán)重，特別是磨刀門水道關(guān)系著珠海、澳門和中山的生活工業(yè)用水的供應(yīng)，同時(shí)鹽水入侵反映了河口地區(qū)的水動(dòng)力特點(diǎn)，與河口地區(qū)的其他物理、化學(xué)、生物問題都有密切聯(lián)系，因此對磨刀門鹽水入侵現(xiàn)象的研究既有實(shí)際意義又有理論意義。
　　 本文的目的是建立三維的數(shù)值模型，模擬計(jì)算珠江西四口門鹽水入侵現(xiàn)象，從鹽度和水位兩方面對數(shù)值模擬和實(shí)測結(jié)果進(jìn)行比對，驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法的可靠性，并從多角度分析磨刀門鹽水入侵現(xiàn)象，對咸潮上溯規(guī)律

2、及其背后復(fù)雜的物理機(jī)制做出一定的探索。
　　 通過對多個(gè)計(jì)算模式的比較，本文最終選擇三維FVCOM(Finite Volume Coast andOcean Model)建立數(shù)值模型，并討論了水平網(wǎng)格分辨率對數(shù)值模擬的影響。本文共模擬并驗(yàn)證了2006-2007、2003-2004和2004-2005三個(gè)枯水季在半月周期內(nèi)的鹽水入侵現(xiàn)象，具體時(shí)間分別是2006年12月11日(農(nóng)歷十月廿一)至2006年12月25日(農(nóng)歷十一月初六)

3、、2003年12月27日(農(nóng)歷臘月初五)至2004年1月10日(農(nóng)歷臘月十九)和2005年1月17日(農(nóng)歷臘月初八)至2005年1月31日(農(nóng)歷臘月廿二)，水位和鹽度的驗(yàn)證結(jié)果均良好。本文利用模擬計(jì)算的結(jié)果從鹽水入侵規(guī)律及原因、垂向環(huán)流、斷面鹽度分布和通量等方面進(jìn)行分析，探索鹽水上溯的物理機(jī)制。本文的主要結(jié)論包括：水流流速對鹽度的影響比水位更直接，潮流的駐波特性形成了固定點(diǎn)鹽度變化的日周期規(guī)律；半月周期內(nèi)不正規(guī)半日潮每日漲落潮過程的不同

4、，形成了每日水流流速不同的特點(diǎn)，鹽度的日變化累積形成了固定點(diǎn)鹽度變化的半月周期規(guī)律；鹽度等值線一般在大潮之前3-5日中潮期達(dá)到峰值，0.5‰等值線急落急漲現(xiàn)象可能是由于直接遭遇較強(qiáng)的上溯動(dòng)力所致；垂向環(huán)流對小潮后鹽度迅速上漲起到不可忽視的作用，且在垂向環(huán)流時(shí)鹽水分層明顯，鹽度垂向梯度大；在小潮低潮位時(shí)磨刀門水道存在明顯的鹽水分層現(xiàn)象，落潮時(shí)的分層現(xiàn)象比漲潮時(shí)更明顯，大潮高潮時(shí)比半月周期內(nèi)鹽度最大時(shí)的鹽水混合更充分，由此推測鹽水混合程度跟