基于ROMS的渤海灣水動力學(xué)模型及其應(yīng)用.pdf

1、海灣是海陸作用的集中地帶,歷來為人類生產(chǎn)生活、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的活動中心。近年來,隨著渤海灣沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,越來越多的工業(yè)廢水,生活污水通過入海河流或海底管道匯入渤海灣,對近岸海域的自然生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。為了保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境,合理利用海洋資源,使沿海經(jīng)濟(jì)綠色、健康、可持續(xù)性發(fā)展,研究渤海灣各區(qū)域的水交換特性和污染物在水體中的遷移擴(kuò)散規(guī)律是十分有必要的。
　　本文綜述了海灣水動力數(shù)值模擬的常用方法,三維模型經(jīng)常被用于水深較深

2、的海域或用于研究波浪破碎、泥沙輸運(yùn)等問題,對于渤海灣這類較淺海灣,通常應(yīng)用平面二維對流擴(kuò)散模型和平面二維水動力學(xué)模型進(jìn)行污染物遷移擴(kuò)散的研究。考慮到污水密度的影響,污染物在垂向上的分布會產(chǎn)生較大的差異,而垂直方向沿水深積分的二維模型不能對這種情況做出準(zhǔn)確的描述。
　　因此,本文基于ROMS模式建立了渤海灣三維水動力學(xué)模型和對流擴(kuò)散模型,利用該模型對渤海灣水交換和污水深海排放工程中的污染物遷移擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行了研究。首先對建立的模型進(jìn)行

3、驗證,計算了平底水池中由表面風(fēng)應(yīng)力引起的流場在垂向上的速度分布,并與風(fēng)生流的典型解析解對比驗證,數(shù)值解與解析解吻合良好。然后利用渤海灣海域的實測資料對潮流模型進(jìn)行驗證,結(jié)果顯示三維潮流模型的模擬結(jié)果與實測資料吻合良好,能夠正確反映渤海灣潮位以及各水深層面上的流場分布。
　　在三維的水動力學(xué)模型和對流擴(kuò)散模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用水交換關(guān)聯(lián)矩陣對渤海灣近岸海域控制規(guī)劃功能區(qū)進(jìn)行了水交換研究,并與二維模型的模擬結(jié)果對比。結(jié)果顯示可能由于三維模