铁山湾建港前后水体交换能力的数值模拟

铁山湾是北部湾东北部较大的海湾,水深条件好,可用岸线长。为研究铁山湾建港工程前后湾内的水体交换能力,文章建立了平面二维的水动力模型以及平面二维对流—扩散模型,率定后水动力学模型模拟结果与实测结果吻合良好。运用二维对流—扩散模型计算了湾内不同区域的水体半交换时间,模拟结果表明:铁山湾的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129天,海域的水体交换能力主要受铁山湾潮汐作用的影响。铁山湾潮汐作用较强,潮差较大,且铁山湾口门开阔,这都为铁山湾的水体交换提供了良好的条件。工程后铁山湾水体半交换时间为142天,工程前后铁山湾水体半交换时间仅相差13天,说明工程方案对铁山湾水体交换能力无重大影响。

铁山湾内电厂温排水累积热影响数值模拟

为了解铁山湾内已有电厂与新建电厂温排水的叠加累积效应,采用Delft3D水动力模型进行潮流及温度场的数值模拟。通过对模型主要时空参数进行敏感性分析,确定了模拟计算时长为25个潮周期,最小网格尺寸为40 m,时间步长为15 s。流场及温度场计算结果表明:新建电厂投运后,岸线变化导致工程局部区域流场发生改变;1℃温升线与北海电厂重叠,影响范围较北海电厂单独运行增加21 km2;北海电厂取水温升增幅不超过0.4℃。数学模型计算结果与同步开展的物理模型试验结果对比表明,排水口近区两者差异较大,随着温排水远离排水口,两者差异逐渐减小,在1℃温升线附近两者基本相同。

铁山湾海域风暴潮的数值模拟

铁山湾海域风暴潮灾害频发,为研究该海域风暴潮特征,基于Delft 3D模型和Holland台风模型,建立了一个高分辨率的风暴潮数值计算模型。通过对1409号"威马逊"和1415号"海鸥"台风风暴潮进行模拟,验证了模型的精确性。计算结果表明,由于铁山湾是个半封闭的喇叭形状港湾,港湾内侧的增水值大于港湾外侧,"威马逊"台风引发的内侧最大增水值达到3.5m,因此应更加重视港湾内侧的防灾减灾工作;同时,铁山湾海域风暴潮对台风参数的变化较为敏感,台风强度越大、路径距离铁山湾越近,其产生的增水越大。

铁山湾海域风浪数值模拟研究

随着北部湾的快速发展,铁山湾海域将规划建设数百个泊位.基于SWAN建立了该海域风浪数学模型,选取铁山湾海域影响较大的5个风向,研究不同风要素组合作用下的波浪特征,计算得到了建港方案实施前、后的波浪场分布.研究结果表明:S-SSW风向对该海域的风浪影响最大,SE-SSE和SW-WSW风向次之,E-ESE和W-WNW风向的影响相对较小.建港方案实施后,工程区的波浪强度整体小于工程前的;人工岛起到了很好的掩护作用.

北海市铁山湾海域海底沉积物中重金属的分布特征及污染评价

沉积物中重金属的含量是评价海域污染情况的重要指标。北海市铁山湾海域海底表层沉积物中重金属的聚集与沿海港口的工程建设及区域城镇人类活动有关。重金属的分布特征及其变化反映调查区域人类活动与环境相互作用的关系,是评价环境现状及演变趋势的重要依据。