海平面上升背景下辐射沙脊风暴潮增水研究-水利水运工程学报.PDFVIP

第6期 水 利 水 运 工 程 学 报 No.6 摇 2014年12月 HYDRO鄄SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2014 海海平面上升背景下辐射沙脊风暴潮增水研究 1 2 2 1 俞亮亮 , 陈可锋 , 陆培东 , 张俊彪 (1. 国家海洋局第二海洋研究所, 浙江 杭州摇 310012;2. 南京水利科学研究院, 江苏 南京摇 210029) 摘要:海平面上升将对沿海环境构成严重威胁,风暴潮灾害频发和加剧是其中一个重要方面。 相关研究揭示 水深和潮波变化是引起风暴潮增水与海平面上升之间非线性关系的两大主要因素。 在地形和潮波系统较为复 杂的苏北辐射沙脊海域这种非线性关系尤为明显。 总结了该海域潮波、风暴潮特征和海平面变化趋势,利用 WRF模式和Delft3D风暴潮模式相结合,建立了东中国海和南黄海二维天文潮-风暴潮耦合数学模型。 分析研 究了海平面上升以后,相同路径和强度的两种典型台风作用下,辐射沙脊海域风暴增水极值和高潮位变化。 分 析结果表明:海平面上升后,辐射沙脊海域增水作用普遍减弱,近岸较外海明显;而在辐射沙脊中、南部,海平面 上升对天文潮高潮位的增强作用要强于对风暴增水的减弱作用。 关摇 键摇 词:辐射沙脊;海平面上升;风暴增水;数值模拟 中图分类号:P732摇 摇 摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 摇 摇 文章编号:1009-640X(2014)06-0052-06 20世纪以来,海平面上升已是一个不争的事实。 海平面上升引起的浅海物理海洋环境的变化对沿岸的 [1] 影响比海平面上升本身显著得多,风暴潮灾害频发和加剧是其中一个重要方面 。 国家海洋局的海平面公 [2] 报中指出:2012年的高海平面加剧了江苏、浙江和广东等沿海地区风暴潮的影响 。 相关研究显示,风暴潮 [3-5] 增水与海平面上升并非简单的线性关系,水深和潮波变化是产生非线性效应的两个主要原因 。 苏北辐 射沙脊群地处东海前进波与南黄海旋转驻波辐合区,又分布着槽-脊相间的大型复杂地貌系统,两者的非线 性关系尤为复杂。 但在许多研究中,工程水位仍以过去的潮位和增水值来推算,或简单叠加海平面上升量为 [6] 依据,与客观实际不符 。 江苏沿海人口稠密,经济发达,但地势低洼,一旦风暴潮冲决海堤,影响将波及整 个江苏沿海平原。 因此,研究海平面上升背景下,苏北辐射沙脊海域风暴潮增水的变化规律,具有重要的理 论和实际意义。 1摇 研究区域概况 2 江苏中部海岸内陆架上近20 000 km 的南黄海海域内,形成了一个巨大的辐射沙脊。 1980 年以来,随 着江苏海岸带和海涂资源综合调查及辐射沙脊区建港条件的研究,这一特殊海岸地貌逐渐被人们所认识。 2 辐射沙脊北起射阳河口,南至长江口北岸,南北长约200 km,东西宽约90 km,总面积达22 470 km ,大部分 沙洲在平均海平面以下。 辐射沙脊以弶港外侧蒋家沙的沙脊线为界,把辐射沙脊群分为南北两不对称部分。 1.1摇 潮汐与风暴潮 辐射沙脊海域具有特殊的潮汐环境,从东南方向传来的东海前进波及其部分从西北方向由山东半岛传 播来的反射潮波汇合后形成的旋转驻波在此辐合,两个潮波系统的辐合不仅使得辐射沙脊海域潮差增大,而