波浪增减水的实用数学模型及其数值模拟

提出了一种模拟近岸区波浪增减水的实用数学模型.首先采用考虑波能损失的抛物型缓坡方程数值模拟波浪破碎引起的波浪复振幅变化,接着根据计算得到的波浪复振幅,采用一种新的辐射应力公式计算辐射应力分量,然后采用深度平均方程计算波浪破碎产生的增减水.采用该模型对规则波和不规则波破碎引起的增减水进行了数值模拟,数值模拟结果与实验结果吻合良好,表明该模型可有效模拟近岸区由于波浪破碎引起的增减水.

基于台风参数模型的江苏海域风暴增减水研究

以正面袭击江苏的"达维"台风为例,运用台风参数模型、第三代波浪模型和基于浅水方程水动力模型对台风期间江苏沿海的风暴增减水进行模拟研究。首先,运用Je氏台风参数模型模拟了台风的梯度风场,并与NECP再分析风场数据对"达维"台风场进行合成,与观测值进行比较,拟合结果良好;然后,以模拟的台风风场为驱动,模拟台风经过期间江苏海域的波浪场,同时计算台风期间江苏海域的天文潮;最后,运用浅水方程计算江苏海域的增减水,并研究了沿海增减水分布情况。研究结果表明:灌河口附近最大风暴增水达1.9 m左右,由于台风中心位置的影响,江苏沿海最大增水从北往南呈先增大后递减的趋势。

广西沿海港湾风暴潮增减水与台风路径和地形效应的关系

通过资料分析表明 ,广西沿海港湾风暴潮增减水分布趋势是湾内大 ,离岸递减。增减水受台风路径和地形效应的影响显著 ,但不同台风路径和港湾地形引起的风暴潮增减水值差异很大。

不完整风暴增减水序列的统计分析

指出了目前风暴增减水序列频率分析中存在的问题.经过统计假设检验,以复合极值分布理论对不完整增减水序列进行了特征值计算.以青岛观象台30多年增减水极值序列为例进行了统计分析,表明该方法受样本序列长度的影响小,计算结果稳定.此外,运算过程实现了微机化,速度快,精度高.

中国沿海增减水的变化特征及与海平面变化的关系

本文通过对中国沿海25个观测站水位资料的分析,初步探讨了中国沿海1980-2012年增减水的变化特征及与海平面变化的关系。结果表明:(1)中国沿海增减水的季节变化特征明显,相邻站由于受到的气象状况相同,其沿海增减水变化的过程相近,但是变化幅度存在较大差异。从空间分布看,沿海增减水的变化幅度呈现中间大南北小的区域特征,自长江口至广东沿海,增减水的年变化幅度最大,年变幅平均为5.0~7.5cm;南海周边及北部湾沿海,增减水的年变化幅度次之,年变幅平均为4.0~5.5cm;自渤海至黄海沿海,增减水的年变化幅度较小,年变幅平均为3.3~3.5cm。(2)从时间变化看,1980-2012年中国沿海年平均增减水长期基本没有趋势性变化,但明显存在2至5年的周期性变化信号,该信号的震荡幅度为0.1cm。经过高频滤波后,对沿海月平均增减水序列与Ni1o3.4指数进行相关性分析,相关系数为-0.5,该相关系数通过了显著性检验,说明中国沿海的增减水变化与ENSO事件呈现负相关关系。(3)中国沿海增减水的长期变化及空间分布特征均与海平面变化不同。1980-2012年,中国沿海海平面的上升速率为2.9mm/a,而增减水长期基本无趋势性变化;另外,其季节变化与海平面的季节变化从时间和区域上均不存在一致性。(4)但是,短期海平面的变化与增减水有关,并且增减水对短期海平面的贡献根据其具体情况而定,增水幅度大且持续时间长的过程对短期海平面有抬升作用,其贡献率最大可达65%;反之,减水幅度大且持续时间长的过程则对短期海平面有降低的作用。

台风“纳沙”期间广西近岸风暴射流产生与增减水异常现象

利用长度为1年的广西近岸观测站的ADCP数据和有关潮位观测结果,针对2011年“纳沙”台风期间引发的广西沿岸西向风暴射流和增减水变化过程对应关系,分析台风期间广西近岸西向风暴射流产生的主要原因。结果发现:台风登陆期间S1站表、底层实测流速均比无台风期间流速增大将近两倍,余流流速最大值超出正常值3倍以上;台风消退时底层流向恢复最快,表层较慢;广西近岸强劲西向风暴射流的产生,可能是入海径流与台风将海水向北输运两种作用叠加导致的;台风引起的水位增减变化具有先减后增的规律。在距离海岸不到1 km处产生如此大的西向风暴射流实属少见,深入开展台风期广西沿岸西向风暴射流在传入近岸港湾后的变形、分布及衰减的理论问题研究,对于近海生态系统及环境保护具有重要的理论和现实意义。

北海港多年一遇风暴潮增减水极值推算

根据北海港测站 196 5年～ 1985年的年极值增水系列和 196 7年～ 1985年的年极值减水系列 ,按照《港口工程技术规范》中规定的方法计算出北海港多年一遇的增减水位。并采用第一型极值分布方法计算不同重现期的增减水极值。结果显示 ,重现期越长 ,增减水极值越大 ,反之 。

北部湾热带气旋增减水实例分析

本文对8007号热带气旋与8221号热带气旋引起的北部湾增减水情况进行了计算,初步探讨了北部湾风暴潮特征与形成原因。研究表明,由于北部湾水深较浅,受地形影响,当热带气旋来临时,增减水现象较显著。广西外海受热带气旋外围影响时,水位呈现增减水振动,当距离热带气旋中心较近时,出现风暴潮。

青岛港增减水与天文潮的关系

本文根据青岛港验潮资料,分析了增减水特征,探讨了高潮时增水与天文潮的关系,并作了高潮时增水的条件概率分布,为计算极值潮位提供了一种途径。

潜堤对平均沿岸流及波高和增减水的影响

潜堤是重要的水工建筑物,了解掌握潜堤对沿岸流及波高和增减水的影响相当重要。以梯形潜堤为实验对象,利用设置潜堤以及变换潜堤的离岸距离来分析潜堤对波高和增减水及平均沿岸流的影响。通过分析得出:设置潜堤会使得波浪破碎后波高分布有向岸偏移的趋势,同时会使得波浪由减水转为增水的过程曲线变陡,但该趋势不如流速分布变化趋势明显。平均沿岸流变化趋势与之类似,且更易观察到。

近岸异常增减水现象模拟方法

FVCOM是由美籍华人陈长胜教授作为负责人,联合美国伍兹霍尔海洋研究所等机构的科研人员开发出来的非结构网格三维有限体积海洋数值模型,可对近岸潮流、潮汐情况进行很好的模拟。近岸水位的长周期变化多受到潮汐的影响,但异常增减水现象则可能受到包括风暴潮、径流增大等多种人为与自然因素的影响。为确定近岸异常增减水现象的数值模拟方法,本文对基于FVCOM海洋数值模型的模拟方法进行分析,确定合理的近岸异常增减水现象的数值模拟方法。

日照港高低潮增减水特征

本文统计了1991～98年日照港每日高低潮的增减水资料，分析了高低潮各月增减水特征，总结了冬、夏季能使日照港增减水的天气类型，用线性回归分析方法分别建立了冬、夏季较强天气过程的回归方程，列举了高低潮增减水预报在港口生产中的应用。

鄱阳湖增减水及其计算

鄱阳湖湖面宽阔，在大风作用下，经常出现增减水现象，本文对其基本特征和规律作概略分析。鄱阳湖的增减水具有增水水位于大减水水位的特点，而目前常用的增减水计算公式是建立在增水水位与减水水位相等的假设基本上，用以是湖增减水计算，造成增水水位计算值偏小，减水水位计算值偏大之系统性误差。

南海北部台风引起的广西近岸增减水研究

引起广西近岸增减水主要是台风导致的风暴潮所致。受台风影响,北海站42年中最大增水1.45m,最大减水-1.87m。受台风走向影响,广西近海总是先减水后增水。引起广西近海增减水除去台风直接作用外,还有广东沿海陆架波西传的间接作用。西传的陆架波一部分直接穿过琼州海峡进入北部湾,另一部分绕过海南岛以顺时针方式进入北部湾。2001年7月6日,台风"尤特"已在珠江口北岸登陆,可是7月8日却在广西近海普遍引起20cm以上增水。7月2日18时,台风"榴莲"已经在广西登陆,但是西传的陆架波使广西沿岸发生很强的西向流,表层地转流流速接近92cm/s。广西沿岸增减水除去台风直接与间接作用外,还有地形的影响与大气重力波的强化作用。

基于Delft3D模型的风暴潮增减水模拟研究——以“9711”号台风为例

为了精确模拟"9711"号台风期间风暴潮增减水过程,考虑耦合作用下的非线性,利用Delft3D建立三维天文潮和风暴潮耦合模型,利用实测数据进行了验证,探究了台风经过日照港时风暴潮增减水过程。结果表明:(1)"9711"号台风引起的风暴潮增减水位呈现周期性变化,其变化周期与天文潮周期相近;(2)风暴潮期间,日照港西南侧海域增减水幅度较大,增水时,NE流向与SW流向的潮流在该区域相遇叠加,使增水幅度加重,减水时,该区域潮流由SW向NE流动,使减水幅度加重;(3)非线性引起的水位变化在风暴潮的水位变化过程中起负相关作用。

泗礁岛周边海域风暴潮增减水特征浅析——以台风“灿鸿”为例

基于2015年"灿鸿"台风暴潮期间的实测资料,应用三维数值模式(FVCOM),建立杭州湾周边海域台风暴潮数值模拟,分析风暴潮期间泗礁岛附近海域增减水过程以及时空分布,获得泗礁岛与大陆沿岸风暴潮增减水的差异性表现规律。结果显示:受台风"灿鸿"影响,泗礁附近海域出现最大增水约为0.6 m左右,最大减水0.4 m左右,同期芦潮港以及朱家尖附近海域最大增水均在1.0 m左右,明显高于泗礁附近海域增水。在相同程度的天气系统影响下,与大陆沿岸相比,泗礁海岛周边海域风暴潮增水相对较小。

9711号台风对太湖水位影响分析

针对1997年8月出现的9711号台风，就其对太湖水位的影响作了分析．分析表明，这次台风对太湖东西两岸水位影响显著，东岸以减水为主，水位降幅达0．66－0．93m；西岸以增水为主，增幅达0．67－0．77m，水位振幅达0．67－1．22m．同一时间内，东西两岸水位差达1．17－1．42m．分析还表明，太湖风场变化与水位变化关系较为紧密，表现为：当风向相对一致时，背风岸望亭、胥口的水位随风速的增加而下降，迎风岸大浦口、夹浦和小梅口的水位随风速的增加而上升；当风向改变时，其水位也随之发生相应的变化．

模拟降水变化对荒漠草原优势植物叶片氮回收特征的影响

未来降水量的变化会改变草地对水资源的利用情况,影响植物内部养分循环。为了理解植物叶片氮回收特征对降水量变化的响应规律,本研究以5种内蒙古荒漠草原优势植物为研究对象,通过模拟降水试验(减水50%、自然降水、增水50%和增水100%),分析了降水量变化对土壤水分含量、土壤有效氮(Nitrogen,N)含量、植物叶片N浓度、N回收效率(Nitrogen resorption efficiency,NRE)的影响。结果表明:与自然降水相比,增水100%显著增加了土壤水分含量、地上生物量和植物的NRE,显著降低了土壤有效N浓度、绿叶和枯叶中N浓度;而减水50%显著降低了土壤水分含量,增加了土壤有效N,降低了地上生物量,对绿叶和枯叶N浓度没有显著影响,降低了短花针茅(Stipa brevi flora)的NRE;植物NRE与枯片中的N浓度呈显著负相关关系。综上,增水通过影响土壤水分含量以及叶片N浓度间接降低了荒漠草原优势植物叶片的NRE。

洋山深水港风暴增、减水特征

依据小洋山1997年8月至2002年12月的实测潮位,采用王骥、方国洪的分潮模式,进行潮汐调和分析,给出天文潮预报,对期间的实测潮位进行增、减水分离,获取洋山深水港区风暴增、减水特征,以及典型的风暴的增减水过程,经对1998—2002年实测资料分离,≥30cm的增水年均17.2场,≥30cm的减水年均9场,引发严重增水的主要是台风。同时检索、比对大量的台风资料,分析引发洋山港海域严重和特大风暴潮的台风路径主要是在浙江北部到长江口沿海登陆的台风和在浙江北部、上海市近海北上或转向的台风。

沿岸流的实验研究

本文研究了缓坡海岸 (坡度为 1∶ 10 0和 1∶ 4 0 )沿岸流及波浪增减水的模型实验。讨论了沿岸流和波浪增减水的模型实验方法 ,给出了沿岸流 。