基于FVCOM的围填海工程对渤海水动力环境影响研究

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1、基于FVCOM的围填海工程对渤海水动力环境影响研究ResearchoftheHydrodynamicEnvironmentVariationinBohaiSeaInfluencedbyReclamationwithFVCOM专业：海洋环境科学与技术作者姓名：王蕊指导教师：聂红涛天津大学海洋科学与技术学院二零一七年十二月摘要围填海是解决沿海地区对土地资源日益增长需求的重要举措，在社会经济发展中起到重要的作用；但是围填海同时也改变了自然岸线，随之，近海水动力环境也会发生改变。科学评估围填海的影响，认识其对近海

2、水动力的影响机制，对于合理规划和控制近岸资源开发、保护近岸海域生态环境具有重要的意义。基于渤海湾活跃的围填活动，本文利用FVCOM数值模型模拟了围填海工程对渤海地区水动力场的影响，并分析了其动力机制。首先，本文分别使用围填海工程前后的实测数据对所构建的渤海FVCOM动力模型进行验证，结果发现无论大规模围填前还是围填后数值模拟结果与实测结果吻合良好，该模型可以作为不同围填方案模拟比较的基础。其次，不同于以往按照围填工程建设时间顺序来分析围填海的累计效应，本文根据围填海工程的位置将围填区域划分成三部分，设计五

3、种不同的模拟方案，来模拟分析深槽湾口（曹妃甸周边）、湾顶（天津港周边）以及潮波下游突坝(黄骅港周边)等不同围填海区域影响下渤海水动力场的响应。潮汐模拟结果对比分析发现，大规模围填海之后，M2分潮振幅在渤海湾增大，在莱州湾减小，在曹妃甸围填海区域北部振幅也大幅减小，黄河口附近无潮点位置向东北方向偏移；K1分潮振幅在渤海区域整体增大，无潮点位置无显著改变，黄河口附近规则全日潮和不规则全日潮的面积增大。对于不同的围填海区域，天津港周边围填海工程对潮汐的影响最大。潮流影响模拟分析表明，围填海工程附近的潮流性质发生

4、改变，而且不同位置受到的影响不同；围填海之后，最大可能流速在渤海湾和莱州湾减小，在渤海中部增大；潮汐余流在围填海之后也发生了复杂的变化。对于不同的围填海区域，天津港周边围填海工程对潮流的影响最大。随着潮汐潮流的变化，围填海工程使渤海地区潮能通量密度也发生了改变，整体上渤海潮能密度减小，其中影响最明显的是天津港周边围填。这表明，位于正对湾口潮波传入方向位置的围填海工程对水动力环境的影响较为显著，在今后的围填海规划中应重点考虑其影响。关键词：围填海工程，水动力环境，渤海，FVCOMIIIABSTRACTLan

5、dreclamationisanimportantwaytocopewiththegrowingdemandforlandresourcesinthecoastalareas,andplaysanimportantroleinsocialandeconomicdevelopment.However,landreclamationchangesnaturalshorelinesandthenresultsinchangesofthehydrodynamicandecologicalenvironment.T

6、herefore,scientificevaluationoftheimpactoflandreclamationoncoastaldynamicsisofgreatsignificancetorationallyplanandregulatethedevelopmentofcoastalresourcesandprotectthecoastalecologicalenvironment.GivenreclamationactivitiesintheBohaiSea,(FiniteVolumeCoasta

7、lOceanModel)FVCOMisusedtosimulatethehydrodynamicsintheBohaiSeabeforeandafterthelandreclamationtoanalyzetheinfluenceofthereclamationonthehydrodynamicenvironment.Firstly,themodelisvalidatedusingobservationsintheBohaiSeabeforeandafterthelandreclamation.Itwas

8、foundthatmodelresultsagreedwellwithin-situobservations.Sothehydrodynamicmodelcouldbeusedforsimulationsofdifferentschemes.Then,differentfromtheanalysisofthecumulativeeffectofreclamationaccordingtothetimeofreclamation