滩地种植红树林水东湾潮流水动力的影响研究.pdfVIP

滩地种植红树林对水东湾潮流水动力的 影响研究 专业：环境科学 硕士生；孙强 导师：黄平教授 摘 要 红树林是生长在热带、亚热带海岸河口的多物种森林植物的统称。红树林能 有效抵抗台风暴潮，保护海岸河堤；能改善沿海地区生态环境，丰富海洋生物多 样性，提高渔业产量。滩地种植红树林后在很大程度上改变了水流内部结构，加 大了滩地的糙率，进而影响整个河道的行洪能力，本文根据水东湾的地型特征以 及种植红树林前后的变化情况，对水东湾概化并进行数值模拟计算。 论文以水深平均的Navier-Stokes方程为基础，对水深积分的二维动量方程 进行简化，推求了模拟宽浅水域沿水深积分平均的二维流动方程，对二维水流运 动方程在空间域上采用有限差分法离散。通过对计算结果的分析，从多角度来研 究滩地种植红树林后对水东湾潮流的影响，主要按以下两个主要方面进行分析研 究： 一是种植红树林后，水东湾流场总体的变化趋势、流量的分配变化，流速流 向的变化情况等，水东湾纳潮量，湾内水体冲洗更新时间的变化等。二是选取典 型复式断面，分析滩地种树后对断面流速分布、主槽滩地的流量分配以及主槽行 洪能力等产生的影响。论文对滩地种植红树林后，对水东湾潮流水动力的影响方 面给予了直观的图形结果，并对其种植前后的变化情况以量化的数据做了明确的 表述，对现实的开发建设以及航道规划等具有一定的借鉴参考性意义。 模拟的结果表明，水东湾的南侧滩地种植红树林后，对水东湾的流场包括流 速和流向均有一定程度的影响。种植红树林后，水东湾流速较大的区域向水东湾 的北侧一边偏移，其流量比在大洲北面一侧的断面也将增加；种植红树林后造成 水东湾纳潮量的减小，按潮差累积率30％的大潮情形计算，其最大纳潮量减小了 197万m3，占原最大纳潮量的2．32％；按潮差累积率80％计算，其平均纳潮量减 小了123万m3，占原平均纳潮量的2．94％。滩地种植红树林后，其淡水冲洗的时 间减小，主要是由于注入水东湾的淡水量不变，而水东湾内的海水总量由于种植 红树而减小所至。其海水更换所需时间要比种树前少，但变化不大，主要是因为 种树后水东湾的海水总量变少，相应纳潮量也变少，因此前后的差异较小。 对选取的复式断面的研究表明，滩地种树前，断面流速相对均匀，种树后的 滩地流速减小，主槽则流速增大。滩地流量分配比随着滩槽面积比的增加而增加， 而主槽流量分配比随着滩槽过水面积比的增加而减少。潮水的流量越大，滩槽的 流量分配比受滩地糙率的影响越少。相同的滩地糙率时，洪水的流量越大，滩地 的流量分配比越大，而主槽地流量分配比越小。 关键词：数值计算，纳潮量，复式断面，河道过流能力 Ⅱ on trend afterBeach Studyhydrodynamicimpacted planted at mangrovesShuiDongBay Science M对Or：Envkonmental Name：Sun Qiang Supervisor：．Prof．HuangPing Abstract arethatwhich in coastand Mangroves the estuaries grow tropicalsubtropical can