椒江河口形态变化对风暴潮动力过程的影响研究

论文摘要

台州湾海域风暴潮灾害频发,对椒江河口沿岸地区人民的生命财产安全构成严重的威胁。风暴潮过程动力机制复杂,影响因素众多,河口形态就是其中之一。与此同时,受椒江河口两岸围垦工程建设的影响,河口形态频繁变动。因此,探究河口形态变化对风暴潮动力过程的影响,对海岸工程防灾减灾有着重要的理论和实际意义。本文基于MIKE 21水动力模型和参数化台风场模型,建立了以椒江河口为研究对象的风暴潮耦合模型。运用9417和9711两个台风期间的实测和预报水位数据,以及2009年4月的实测潮流数据分别对模型进行验证。参考围垦规划的思路,从河口形态的角度设计了不同变化的实验方案,分别为北岸延伸,南岸延伸和两岸同时延伸。基于河口现有岸线形态,分析了台州湾海域在9711台风期间天文潮和风暴潮动力特征。海域主导分潮M2振幅约1.75 m;受河流影响,余流整体向海流动;大潮期间口门断面的涨急流量为29715m3/s,涨潮通量2.88E+8m3。9711台风整体自东南向西北,在椒江河口南侧相距不到100公里的温岭市登陆。风暴潮位在天文潮位于高位时达到最高,最大风暴增水在此之前发生;风暴高潮位分布受风场影响显著,流场也与天文潮流场差异明显。基于不同河口形态变化的实验方案,揭示了天文潮动力过程特征的变化及产生机理。北岸延伸使得M2分潮振幅和最大流速均呈下降趋势,口门流量和涨潮通量略有减小;南岸延伸同样使M2分潮振幅和最大流速呈下降趋势,口门流量和涨潮通量减小幅度明显增大;两岸同时延伸大体可视为南北岸单独延伸影响的叠加,且略大于两者线性叠加。岸线延伸使得河口纳潮量降低,进而影响潮汐动力过程特征;同时占据潮滩浅水区,降低了浅化效应,也对动力特征产生影响。基于不同河口形态变化的实验方案,揭示了风暴潮动力过程特征的变化及产生机理。北岸延伸使得天文高潮位和风暴高潮位均呈下降趋势,海域封闭,水动力减弱·,南岸延伸使得天文高潮位下降,风暴高潮位在河道内抬升显著,海域南部纳潮面积减小,河口开口方向朝东偏转:两岸同时延伸大体可视为两岸单独延伸影响的叠加。此外,利用1998年和2013年实测地形资料设计对照实验,比较发现河口形态变化产生的影响远大于水下地形变化的影响。通过敏感性数值实验,探究了不同驱动因素对风暴潮增水过程的贡献。风场增水最为显著,高潮位贡献率可达70%以上;气压增水也是重要组成,贡献率达20%以上;径流对高潮位影响不足5%,但对低潮位抬升显著。此外,河口形态变化对各因素的贡献率仅在河口内对风场增水贡献率略有影响。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究意义
•   1.2 研究现状
•   1.3 研究内容
•   1.4 创新点
• 2 模型介绍与验证
•   2.1 水动力模型
•   2.2 台风场模型
•   2.3 耦合模型验证
•   2.4 河口形态变化方案
•   2.5 本章小结
• 3 椒江河口动力特征与机理分析
•   3.1 天文潮动力特征
•   3.2 风暴潮动力特征
•   3.3 本章小结
• 4 河口形态变化对天文潮动力过程的影响
•   4.1 北岸延伸
•   4.2 南岸延伸
•   4.3 两岸同时延伸
•   4.4 本章小结
• 5 河口形态变化对风暴潮动力过程的影响
•   5.1 北岸延伸
•   5.2 南岸延伸
•   5.3 两岸同时延伸
•   5.4 动力特征演变
•   5.5 本章小结
• 6 风暴潮动力机制及变化
•   6.1 方案设计
•   6.2 风场对风暴潮的贡献
•   6.3 气压场对风暴潮的贡献
•   6.4 径流对风暴潮的贡献
•   6.5 本章小结
• 7 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何威

导师: 姚炎明

关键词: 河口形态,风暴潮,分潮,流场,椒江河口

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 海洋学,地球物理学,水利水电工程

单位: 浙江大学

分类号: P731.23;TV148

DOI: 10.27461/d.cnki.gzjdx.2019.000275

总页数: 103

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