渤海金州湾围海造陆区潮流场数值模拟研究

马宏伟, 张静, 倪金, 郇恒飞. 渤海金州湾围海造陆区潮流场数值模拟研究[J]. 地质与资源, 2025, 34(1): 94-102. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2025.01.011
引用本文: 马宏伟, 张静, 倪金, 郇恒飞. 渤海金州湾围海造陆区潮流场数值模拟研究[J]. 地质与资源, 2025, 34(1): 94-102. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2025.01.011
MA Hong-wei, ZHANG Jing, NI Jin, HUAN Heng-fei. Numerical simulation of tidal current field in the reclamation area of Jinzhou Bay, Bohai Sea[J]. Geology and Resources, 2025, 34(1): 94-102. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2025.01.011
Citation: MA Hong-wei, ZHANG Jing, NI Jin, HUAN Heng-fei. Numerical simulation of tidal current field in the reclamation area of Jinzhou Bay, Bohai Sea[J]. Geology and Resources, 2025, 34(1): 94-102. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2025.01.011

渤海金州湾围海造陆区潮流场数值模拟研究

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目"黄海海岸带东段生态修复区综合地质调查"(DD20230461)
详细信息
    作者简介: 马宏伟(1983-), 男, 硕士, 正高级工程师, 从事水工环地质调查研究, 通信地址 辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号, E-mail//19174303@qq.com
    通讯作者: 张静(1982-), 女, 博士, 正高级工程师, 从事水工环地质调查研究, 通信地址 辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号, E-mail//maius1222@163.com
  • 中图分类号: P714.1

Numerical simulation of tidal current field in the reclamation area of Jinzhou Bay, Bohai Sea

More Information
  • 金州湾沿岸海洋工程的建设, 将不可避免地对周围海域水动力环境、生态环境等产生影响.通过二维水动力数值模拟, 对金州湾围海造陆区潮流场进行模拟计算, 同时对机场人工岛接岸工程在不同开口情况下对潮流场的影响及侵蚀淤积情况进行预测研究.结果表明: 金州湾潮流特征整体表现为较强的往复性, 海流主流向为偏NE-SW向, 其中偏NE向为涨潮流向, 偏SW向为落潮流向, 潮流最大可能流速在23.2~100.9 cm/s之间.当接陆堤坝在开口50 m、200 m时, 流态变化明显区域主要集中在开口区附近水域, 开口通道及其附近流速明显增加, 而北段接陆堤坝的东侧水域流速呈减小趋势.当开口宽度从50 m拓宽到200 m, 淤积区的平均淤积强度从0.06 m/a增加到0.14 m/a.

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  • 图 1  金州湾地理位置及测点布置图

    Figure 1. 

    图 2  计算潮位与实测潮位过程对比

    Figure 2. 

    图 3  流速、流向计算与实测过程对比

    Figure 3. 

    图 4  现状工况条件下的工程海域涨、落急流态示意图

    Figure 4. 

    图 5  现状工况条件下金州湾海域涨、落半潮平均流速等值线图

    Figure 5. 

    图 6  新机场填海前后的地形冲淤变化

    Figure 6. 

    图 7  工况F1相对于现状工况的涨、落潮平均流速变化等值线分布

    Figure 7. 

    图 8  工况F2相对于现状工况的涨、落潮平均流速变化等值线分布

    Figure 8. 

    图 9  工况F1实施后工程区附近年淤积厚度与现状相比分布情况

    Figure 9. 

    图 10  工况F2实施后工程区附近年淤积厚度与现状相比分布情况

    Figure 10. 

    表 1  数值模型参数表

    Table 1.  Parameters of numerical model

    参数名称 整体模型 局部模型
    网格单元数 431×341 403×407
    空间步长/m 47~2577 25~463
    时间步长/s 20 15
    动边界控制水深/m 0.05
    糙率 n=n0+n'/H
    涡动扩散系数 $0.1 \Delta x \Delta y \sqrt{\left(\frac{\partial u}{\partial x}\right)^2+\left(\frac{\partial v}{\partial y}\right)^2+\frac{1}{2}\left(\frac{\partial u}{\partial y}+\frac{\partial v}{\partial x}\right)^2}$
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    表 2  极值潮位模拟偏差统计

    Table 2.  Simulation deviation statistics of extreme tide level

    测站 潮位 实测 计算 偏差
    1# 最高/m 1.06 1.06 0.00
    最低/m -0.70 -0.72 -0.02
    潮差/m 1.76 1.78 0.02
    4# 最高/m 1.12 1.07 -0.05
    最低/m -0.73 -0.76 -0.03
    潮差/m 1.85 1.83 -0.02
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出版历程
收稿日期:  2023-11-07
修回日期:  2024-04-07
刊出日期:  2025-02-25

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