基于EFDC的渤海環(huán)流及其影響因素的數值模擬研究.pdf

1、渤海，作為中國近海海域的一個重要組成部分，對于區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境和經濟發(fā)展都有著十分重要的意義。渤海平均水深僅有18m，其半封閉式的獨特結構決定了其特有的水動力特征。渤海環(huán)流是其物質和能量輸運的決定性因素，因此，深入研究渤海的環(huán)流結構和特征，綜合分析不同因素對渤海不同季節(jié)環(huán)流的影響是非常必要的。本文采用了基于Lagrangian粒子追蹤的數值模擬方法對渤海環(huán)流結構及其影響因素進行了研究。
　　首先，本文采用了基于正交曲線網格的環(huán)境流

2、體動力學模型(Environmental FluidDynamics Code)，綜合考慮了實際風場、海表熱通量和環(huán)渤海的主要入海徑流，建立了渤海三維斜壓模型，對渤海海域的水動力及溫鹽過程進行了兩年的數值模擬。模擬分析得到的渤海同潮圖、潮流橢圓圖以及溫鹽平面分布均與海洋圖集資料相吻合，并采用實測的潮位、潮流調和常數以及溫鹽過程對模型進行驗證，結果表明該三維模型能夠較好地再現渤海水動力特性及溫鹽特征。
　　采用已建立的渤海三維斜壓模

3、型，基于Lagrangian粒子追蹤法，對渤海冬季和夏季環(huán)流結構進行分析，發(fā)現渤海環(huán)流存在明顯的三維結構;冬季與夏季在渤海中部、長興島海域及渤海灣口處有相似的環(huán)流結構;冬季遼東灣存在一個順時針環(huán)，夏季則是一個較強的逆時針環(huán);夏季環(huán)流強度要大于冬季。通過6組數值試驗對比，發(fā)現在冬季和夏季風生環(huán)流和熱鹽環(huán)流對渤海環(huán)流的貢獻均大于潮的作用，冬季風生環(huán)流占優(yōu)，夏季熱鹽環(huán)流占優(yōu);徑流對渤海環(huán)流的影響僅體現在河口附近;研究拉格朗日環(huán)流僅考慮M2分潮

4、的作用是不夠的。
　　通過已建立的三維模型，探討了矩形形式圍填海工程和流線形形式圍填海工程對渤海長興島海域及渤海海峽北部的局部環(huán)流結構的影響，將兩種工況分別與原始地形下的局部海域環(huán)流結構對比，研究發(fā)現:冬季，圍填海工程對長興島海域的逆時針環(huán)流有加強作用，夏季則對該逆時針環(huán)流有一定的削弱作用;冬季水體向渤海內部及外部輸移的能力均有所削弱;矩形形式的圍填海工程對渤海海峽北部的粒子輸移軌跡影響較為明顯;冬季和夏季，流線形形式的圍填海工程