胶州湾60年岸线变化对水动力影响-研究

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1、胶州湾60年岸线变化对水动力影响研究捅要胶州湾是青岛市赖以生存和发展的重要保障，它在港口、海上运输、水产养殖业和旅游等多方面经济发展中发挥着重要的作用，但随着城市化的进程和沿岸经济的迅猛发展，胶州湾水域面积急剧缩小，其直接后果是造成海湾的纳潮量减少，气候的调节能力降低，流场改变，水动力强度减弱，水体交换和携沙能力下降，海洋自净能力降低，生态环境恶化等一系列潜在的隐患。由于胶州湾地形复杂，岸线曲折，并有大面积的滩涂存在，使用三维海洋数值模型EFDC对胶州湾进行数值模拟。对1952年和2008年的胶州湾水动力环境包括纳潮量、潮位、潮流

2、以及水交换能力进行模拟分析，并加以比较，定量的分析随着胶州湾岸线的不同演变、海湾面积不断缩小情况下，胶州湾的水动力环境发生变化的规律。本文基于EFDC数值模型，在垂向上引入了改进的仃坐标一CL仃坐标，开边界选取M2、S2、K1、01四个分潮预报水位作为边界驱动力，分别模拟1952年和2008年胶州湾的水动力环境，得到其流场、余流场的分布情况；引进水龄浓度概念，结合计算水交换时间的水质模型公式，在EFDC水动力的基础上计算胶州湾的水交换时间；基于纳潮量定义公式，计算了不同时期胶州湾的纳潮量。近60年来，由于岸线的自然演化及人类活动，

3、导致了整个胶州湾的岸线、水深发生了较大的改变，胶州湾岸线从1952年的206．41km减少至U2008年的178．06km，水体面积从540．3km2减少至IJ348．07km2，同时在浅水区等深线基本上都向湾内收缩。通过数值模式对比：胶州湾的大潮纳潮量从1952年的16．29×108m3减少为2008年的9．57×108m3，小潮时从11．07×108m3减少到6．53×108m3。整个胶州湾的湾内流速呈整体变小趋势，流速最大减少约0．90m／s，并且越靠近滩涂的位置其流速流向变化越大；由于黄岛与陆地相连以后，导致与之相关的两个

4、强流涡不但余流速度减少，而且流涡中心均向东南方移动，同时北部海域的地形发生很大变化，直接导致此区域的余流场变弱或消失；胶州湾整体水交换时间急剧增加，从1952年的59天，增加至2008年的80天，在强混合潮的作用下，表层和底层的水交换时间相差最大不超过一天。关键词：胶州湾；水交换；水动力；LCLcr坐标；EFDCThestudyonthehydrodynamiCaffectedbyshoreIiRechangesduringthepast60yearSindiaozhouBayAbstractJiaozhouBayisanesse

5、ntialconditionthatQingdaoexistsanddevelops，whichplaysanimportantrole．inport、marinetransport、aquacultureindustryandtravel．Withtherapiddevelopmentofurbanizationandeconomy,waterareaofJiaozhouBayhasshrinkedtremendouslyinrecentyears，whichresultslotsofpotentialhazardsofthed

6、ecreaseoftidalprisms、reductionoftheabilitytoregulateclimate、changingoftheflowfield、lesseningoftheintensityofhydrodynamic、reducingofwaterexchangeandthecapacityofcarryingsand、diminishingoftheenvironmentalcapacityoftheharbour、deterioratingofecologicalenvironmentandSOon．A

7、ccordingtothecomplexterrain，flexuralcoastlineandthelargeareaofbeachesofJiaozhouBay,3-DhydrodynamicnumericalmodelEFDCisusedtosimulatethearea．ThehydrodynamicenvironmentoftheJiaozhouBayinthe1952and2008issimulated，whichcontainstidalwatercapacity、tide、currentandwaterexchan

8、ge．Thestimulationsdataarecompared，andthevariationruleofJiaozhoubaycoastlinedynamicalenvironmentchangesisquantifilyanalyseddu