谢东风,潘存鸿,吴修广

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

基于FVCOM模式钱塘江河口涌潮三维数值模拟研究

谢东风,潘存鸿,吴修广

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

应用FVCOM模型进行钱塘江涌潮的二维和三维数值模拟,并使用2007年10月大潮期间的现场观测结果进行模型验证。结果表明,平面二维模拟结果与实测值吻合较好,与基于Godunov算法求解钱塘江涌潮二维特征的结果基本一致。三维计算结果再现了流速在垂向上的差异,以及在落潮转向涨潮时刻,涨潮先从底部开始,垂向上从底层向表层逐步从落潮流转为涨潮流。敏感性分析显示模型网格大小和曼宁系数的选取对模拟结果有较大的影响。

钱塘江;涌潮;数值模拟;FVCOM

Abstract:In this contribution,the FVCOM model has been used to simulate the tidal bore in the Qiantang River.The depth-averaged 2-D model results agreewellwith the field data,which is consistentwith the research of Pan et al.(2007),who used a depth-averaged 2-D numericalmodel based on a Godunov-type scheme.The 3-Dmodel reproduced the vertical distribution characteristicsof current velocitiesand the physical processes,and the phenomenon thatwhen the ebb currents turn to flood currents,velocitiesat bottom increase first.Numerical experiments revealed that the cell size andmanning coefficient could influence themodel results to a large extent.

Key words:Qiantang River;tidal bore;numericalmodeling;FVCOM

涌潮是一种特殊的自由面重力流动,水流穿越涌波,水位、流速急剧变化。强涌潮是世界罕见的自然景观之一,世界上许多强潮河口都存在涌潮,如英国的塞文河、巴西的亚马逊河、长江口北支等。钱塘江涌潮以凶猛、多变、惊险而堪称一绝,从古至今吸引不计其数的观潮者。涌潮是一种罕见的自然景观,其巨大能量对河口过程有重要的影响,也影响到航运和河口生态系统。近年来在钱塘江河口治江围缩窄、建桥等人类活动对涌潮的影响以及涌潮的水力学结构方面进行了大量研究[1-2]。在其他河口,如长江口北支涌潮的形成及其影响因素亦取得了较大进展[3]。

东海潮波进入杭州湾后,潮差急速增大,传至湾顶澉浦,潮差与水深的比值已在2倍以上。……