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本文基于三维有限体积FVCOM海洋动力模型,通过潮汐和风场共同驱动,建立了渤海精细尺度寒潮风暴潮模型。利用2000年和2010年的渤海岸线,对2003年10月的渤海寒潮风暴潮过程进行数值模拟,研究了围填海工程前后,渤海寒潮风暴潮能量场的变化。研究结果表明,岸线变化后,渤海海域风暴潮能量场变化明显,曹妃甸港和黄骅港等站位的风暴潮水位相对有少量增加,对应的势能能量密度有增加的趋势,相反各站位风暴潮流速有所减弱,因此对应的动能能量密度有相对减少的趋势。在黄骅港站位,由于势能能量密度大于动能能量密度,总能量密度受势能能量密度的影响较大,总能量密度相对有增加的趋势;在曹妃甸港站位,风暴潮总能量密度受动能能量密度的影响较大,总能量密度相对有减少的趋势。 相似文献
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建立东海-黄海-渤海大范围风暴潮二维数学模型,对9216台风风暴潮过程进行模拟,分析渤海湾造陆工程前后风暴潮增水对海河流域主要河口(海河口、永定新河口和独流减河口)闸下区域最高潮位的影响,并探讨有效降低河口闸下通道内风暴潮潮位的开发方式。研究表明:渤海湾围填海工程实施后,闸下通道内维持自然地形时,通道内最高潮位高于工程前;闸下通道实施地形开挖后,通道内最高潮位依然高于工程前,但较自然地形条件下抬高幅值有所减小。闸下通道结合开发建设港池航道等工程实施地形开挖,使得通道内水深增加,可降低通道内风暴潮增水幅度。 相似文献
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基于Delft3D模型建立了中国渤、黄海风暴潮数值模型,选取1979—2020年影响该海域的93场风暴过程（包括台风、寒潮和温带气旋）,模拟了所产生的风暴增水和风暴潮总水位。采用泊松—皮尔逊复合极值分布理论,推算了渤、黄海对应不同重现期的极值水位;通过数值试验,对天文潮—风暴潮非线性相互作用对极值水位的贡献进行了量化分析。研究结果表明,渤海的莱州湾、渤海湾,以及黄海的江华湾、西朝鲜湾风暴增水最大,其中江华湾北侧和渤海湾西南侧的百年一遇风暴增水可达4 m;天文潮—风暴潮非线性相互作用在潮差较大、水深较浅的河口、湾顶区域更为显著,与耦合模型结果相比,非线性作用使极值水位值偏小,天文潮、风暴潮增水的线性叠加可显著高估极值水位,高估的幅值可达0.5~0.8 m。考虑重现期极值水位是海岸灾害防护工程的关键设计参数之一,对海岸构筑物的安全和建造成本影响极大,应重视天文潮—风暴潮非线性相互作用对重现期水位的影响。 相似文献
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浮游生物和大型底栖动物参与水体营养物循环, 影响着污染物的迁移转化与沉积物的稳定性, 对海洋生态系统的能 流和物流起着至关重要的作用。为系统了解渤海海域浮游生物和大型底栖动物多样性与优势种的时空变化状况, 本研究以生 态监测调查结果为依据, 站位重点布设在渤海海域重要的河口、海湾、海岛周边海域以及渤海中部海域, 同时结合相关历史 资料, 对渤海海域的浮游生物和大型底栖动物的种类组成 、密度 、生物多样性指数 、优势种等的变化趋势进行了分析。从 2016—2018 年浮游植物的细胞密度空间分布可以看出, 细胞密度均值在滦河口-北戴河海域相对较高, 而在锦州湾 、莱州湾 和庙岛群岛海域相对偏低。渤海浮游植物多样性在各调查海域之间相差不大, 但渤海湾海域的浮游植物多样性呈现明显的逐 年下降趋势。浮游动物细胞密度在滦河口-北戴河海域相对偏高, 其余各海域差别不大。2016—2018 年, 浮游动物多样性在 双台子河口 、渤海湾 、黄河口海域明显增加, 大型底栖动物群落物种数在渤海湾 、黄河口 、莱州湾和庙岛群岛均呈减少趋 势, 大型底栖动物多样性在锦州湾 、滦河口-北戴河的水平偏低, 在渤海湾有所下降, 耐污能力较强的多毛类成为目前渤海 近岸海域大型底栖动物最主要的优势类群。通过与历史数据对比可知, 2014—2018 年, 渤海浮游植物及浮游动物的群落种 类数、密度 、多样性指数总体变化不大, 主要优势种基本一致, 但大型底栖动物种类数 、生物量和密度总体上呈减少趋势, 主要优势种类由软体动物转变为环节动物多毛类。本研究丰富了渤海海域浮游生物和大型底栖动物群落的研究, 并为渤海生 态系统的健康评价与生物多样性保护提供了数据支持, 对合理开发海洋生物资源具有一定的指导意义。 相似文献
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基于海气耦合模型的渤海两种类型风暴潮数值模拟与对比分析 总被引：1，自引：0，他引：1
渤海一年四季都易受到由温带风暴和热带气旋所致风暴潮的影响。为了缓解风暴潮灾害对海岸地区人员生命财产的影响，十分有必要了解大型风暴潮的发生过程和机制。目前大部分研究主要局限于单一的温带风暴潮或台风风暴潮。本文利用所构建的海气耦合数值模型研究了发生于渤海的两种类型的风暴潮，对发生在渤海的2次典型强风暴潮过程进行了模拟。由WRF模型模拟得到的风场强度和最低海平面气压与实测数据吻合较好，由ROMS模型模拟得到的风暴潮期间水位变化过程与潮位站观测结果也吻合较好。对两种类型风暴潮期间的风场结钩、海面风应力、海洋表面平均流场以及水位分布进行了分析对比，并将耦合模型结果与非耦合模型结果进行了对比。研究表明，渤海两种类型风暴潮期间的风场结钩、海面风应力、海洋表面平均流场以及水位分布等均存在巨大差异。渤海风暴潮的强度主要由海洋表面的驱动力所决定，但同时也受海岸地形地貌的影响。 相似文献
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应用经验风场模型刻画夏季黄海中北部孤立气旋的风场,利用数值模拟开展孤立气旋强度和移动路径对渤海内风暴潮的定量影响研究。结果表明：受黄海中北部孤立气旋的影响,渤海中3个海湾的最大风暴潮分别发生在各湾顶附近的葫芦岛站、黄骅站和潍坊站,渤海海峡内最大风暴潮对气旋路径的敏感性较小。渤海沿岸潜在最大风暴潮与黄海中北部孤立气旋强度存在幂指数相关关系■。初步分析得出造成渤海内海湾和海峡较大风暴潮的孤立气旋的移动关键区域分别为威海市东南附近海域、烟台市东部及威海市北部沿海海域、烟台市东部沿海海域、青岛市东部—威海市南部沿海海域。 相似文献
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浙江海洋经济飞速发展,突显了研究沿海地区台风暴潮等自然灾害的重要性.本研究采用无结构三角形网格有限体积海洋数值模型,模拟了宁波近海台风暴潮可能最大增水.首先选取0407号强台风“蒲公英”的增水过程进行宁波近海可能最大增水的后报分析,其结果与东海的4个地面台站水位资料相比显示后报结果的平均绝对误差为0.075 m,平均相对误差为1.32％.然后,利用该模式对1997 ～ 2012年期间影响宁波近海的15个典型台风进行了台风暴潮可能最大增水的后报,误差统计显示后报的水位平均绝对误差为0.160 m,相对误差为2.95％.最后,通过引入风暴潮集合预报技术,利用假想台风进行了预报试验,结果表明宁波近海台风暴潮的可能最高水位为7.735 m.这些研究结果可为宁波近海重点工程海域的风险评估与区划提供重要的参考. 相似文献
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风暴潮增水是风暴潮与天文潮相互作用理论研究的基本内容,也是风暴潮预报中的重要问题。最大余水位的产生机制对于提高预报精度及海岸带防护有着重要意义。为研究全日潮海域风暴潮增水中的全日扰动和半日扰动,对Horsburgh与Wilson的风暴潮余水位模型进行了改进和扩展,建立了包括多个分潮的余水位分解方法并将其应用于防城港站,对台风"启德"和"山神"影响下的潮位过程进行了分析。结果显示,建立的余水位的分解方法对于全日分潮和半日分潮有良好的适用性。由于高频分潮产生机制的复杂性,该方法对高频分潮应用尚需进一步研究。在全日潮的防城港海域,全日扰动与半日扰动具有相同的量级,二者的和约占总增水的15%~19%。台风过程不同,相位变化项和局地变化项对增水的贡献有较大差异。 相似文献
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以实验室二维温带风暴潮数值模型为基础,综合考虑海洋潮波动力与风应力联合作用,建立温带风暴潮三维数值计算模型.模型从推导三维风暴潮基本控制方程出发,并应用交替方向隐格式(ADI)方法对方程进行离散求解.对于浅水动边界,模型采取局部深槽、缩小水域的活动边界处理方法.利用拟三维数值计算方法,并提出了非平面水深等分模式和平面等水深分布模式,应用这两种计算模式分别对渤海湾2009年5月8～10日发生的风暴潮过程进行了数值模拟.将风暴潮位计算结果和增水位计算结果与塘沽验潮站的实际观测数值进行对比验证,结果显示受风应力与潮波联合作用的风暴潮位和增水位与实测数据吻合良好;通过比较得到了平面等水深分布模式的计算成果要比非平面水深等分模式的计算成果更接近观测资料的结论,为风暴潮预报提供了理论依据. 相似文献
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A numerical study on the impact of tidal waves on the storm surge in the north of Liaodong Bay 总被引：1，自引：0，他引：1
KONG Xiangpeng 《海洋学报(英文版)》2014,33(1):35-41
A storm surge is an abnormal sharp rise or fall in the seawater level produced by the strong wind and low pressure field of an approaching storm system.A storm tide is a water level rise or fall caused by the combined effect of the storm surge and an astronomical tide.The storm surge depends on many factors,such as the tracks of typhoon movement,the intensity of typhoon,the topography of sea area,the amplitude of tidal wave,the period during which the storm surge couples with the tidal wave.When coupling with different parts of a tidal wave,the storm surges caused by a typhoon vary widely.The variation of the storm surges is studied.An once-in-a-century storm surge was caused by Typhoon 7203 at Huludao Port in the north of the Liaodong Bay from July 26th to 27th,1972.The maximum storm surge is about 1.90 m.The wind field and pressure field used in numerical simulations in the research were derived from the historical data of the Typhoon 7203 from July 23rd to 28th,1972.DHI Mike21 is used as the software tools.The whole Bohai Sea is defined as the computational domain.The numerical simulation models are forced with sea levels at water boundaries,that is the tide along the Bohai Straits from July 18th to 29th（2012）.The tide wave and the storm tides caused by the wind field and pressure field mentioned above are calculated in the numerical simulations.The coupling processes of storm surges and tidal waves are simulated in the following way.The first simulation start date and time are 00：00 July 18th,2012; the second simulation start date and time are 03：00 July 18th,2012.There is a three-hour lag between the start date and time of the simulation and that of the former one,the last simulation start date and time are 00：00 July 25th,2012.All the simulations have a same duration of 5 days,which is same as the time length of typhoon data.With the first day and the second day simulation output,which is affected by the initial field,being ignored,only the 3rd to 5th day simulation results are used to study the rules of the storm surges in the north of the Liaodong Bay.In total,57 cases are calculated and analyzed,including the coupling effects between the storm surge and a tidal wave during different tidal durations and on different tidal levels.Based on the results of the 57 numerical examples,the following conclusions are obtained：For the same location,the maximum storm surges are determined by the primary vibration（the storm tide keeps rising quickly） duration and tidal duration.If the primary vibration duration is a part of the flood tidal duration,the maximum storm surge is lower（1.01,1.05 and 1.37 m at the Huludao Port,the Daling Estuary and the Liaohe Estuary respectively）.If the primary vibration duration is a part of the ebb tidal duration,the maximum storm surge is higher（1.92,2.05 and 2.80 m at the Huludao Port,the Daling Estuary and the Liaohe Estuary respectively）.In the mean time,the sea level restrains the growth of storm surges.The hour of the highest storm tide has a margin of error of plus or minus 80 min,comparing the high water hour of the astronomical tide,in the north of the Liaodong Bay. 相似文献
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基于ADCIRC建立了三门湾风暴潮模型,模型模拟结果与实测数据吻合较好。以可能最大热带气旋参数为基础构建了多种假想台风路径来计算三门核电厂址处的可能最大风暴潮增水。结果表明,NW向登陆且距离核电厂址左侧为R(最大风速半径)时的假想台风使得三门核电厂址处的增水达到最大,风暴潮增水最大值为4.58 m。将可能最大风暴潮增水叠加天文高潮位进行计算,厂址前沿处水位达到了7.75 m,而三门湾顶附近的最高水位已经达到9 m,超出了三门湾沿岸海堤高程。将三门湾沿岸陆地依照高程概化为计算区域进行漫堤计算,当天文高潮位叠加可能最大风暴潮水位时,三门湾沿岸会发生漫堤溢流现象,淹没范围最严重的区域出现在湾顶处,最大淹没面积达到了120 km2。此时厂址前沿最高潮位为7.25 m,与不溢流相比下降了0.50 m。本研究可为三门核电厂址的安全防护提供科学依据。 相似文献
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Northeasters are storms that affect the Chesapeake Bay area more frequently, last for longer periods and impact larger areas than hurricanes. Their impacts on storm surge development and the water exchange between estuary and subestuaries (tributaries) in the Bay vary from one event to another. In this study, three different northeaster events were selected based on their tracks when passing through the Chesapeake Bay area. An unstructured grid finite volume model ELCIRC was utilized to examine the response of the water level of the Chesapeake Bay to three selected northeasters, and the barotropic subtidal water exchanges between the tributaries and the estuary in the Bay. Model sensitivity tests were conducted to examine various effects induced by, for example, tide–surge interaction, open boundary condition, river inflow, wetting-and-drying of the low-lying land area and the usage of 2-D or 3-D mode. The results show that excluding tide–surge interaction did not deteriorate the model performance in the lower Bay but it increased the model inaccuracy in the upper Bay and in the tributaries; using radiation boundary condition decreased the sea level variation in the Bay without appropriately specifying incoming wave; excluding wetting-and-drying of low-lying land area reduced the volume flux by approximately 5%; and using 3-D mode generally increased the water level variation in the Bay. The model predicted storm surges well for three northeaster events. Further diagnostic experiments show that the relative importance of the local and remote winds in generating storm surges in the Bay varied with different northeasters. The inverse barometeric effect played an important role in inducing storm surges for two selected northeasters. The interaction between the tributaries and the Bay proper is considerable. The impacts of the remote wind and Bay wind can be much larger than that of the tributary wind and, thus, control the hydrodynamics and mass transport in the tributaries. The Bay wind and tributary wind effects are largely affected by the wind direction and wind phase, and geographic locations of the tributaries in the Bay. The tributary wind can be dominant over the remote wind and Bay wind effects when the local wind stress and barometric pressure changes are large. 相似文献
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全球变暖引发的海平面上升将加剧风暴潮增水,进而危及沿海经济发展与社会安全保障。本文基于模型耦合与模型嵌套技术构建北部湾台风风暴潮数值模拟系统,以2012年台风"山神"为天气背景,通过设计7组情景模拟研究未来不同海平面上升背景下北部湾风暴潮增水变化。结果表明:风暴潮期间水位从南向北沿北部湾逐渐涌高,最高水位发生在广西沿岸,达2.4 m以上。天文潮和台风风场拖曳力是形成高水位的主要驱动力,其中天文大潮和最大风场拖曳力对最高水位的贡献率分别约占70%和30%。海平面上升对风暴潮增水的影响具有时空非线性和非均一性特征。其中,潮位波动和波-流耦合效应会改变实际最大增水发生时间,导致钦州湾附近高潮位大致提前1天半,海平面上升1.1 m使得最大风暴潮增水大致提前30 min;未来海平面上升0.66～1.1 m将导致北部湾大部分海域风暴潮增水幅度放大6%～10%,广西沿岸钦州湾和大风江河口出现负增加效应,可能与溺谷海湾地形特征有关。研究结果可为未来北部湾沿岸防御风暴潮灾害提供理论依据。 相似文献