基于FVCOM的湄洲湾温排水海区三维海水温度场数值研究与观测对照分析

基于FVCOM的湄洲湾温排水海区三维海水温度场数值研究与观测对照分析学位论文完成日期：山(u车岳1j指导教师签字：嘲扣彳也答辩委员会成员签字：原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签引枷知日¨讹年‘删日学位论文使用授权说明本人完全了解国家海洋局第一海洋研究所关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照本所要求提交学位论文的印刷本和电子版本：研究所有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；研究所可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；研究所同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务：同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”编入《中国优秀硕士学位论文全文数据库》和CNKI《中国知识资源总库》进行电子与网络出版。(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名：帆龇黑：，，俐舡日期：Ⅻl啦年‘月ff日l1基于FVCOM的湄洲湾温排水海区三维海水温度场数值研究与观测对照分析基于FVCOM的湄洲湾温排水海区三维海水温度场数值研究与观测对照分析摘要温排水系电厂冷却水中温度上升7～10℃后经电厂排放回到自然水体中的部分，随着国家逐步加强海岸带开发利用活动，滨海电厂迅速发展，温排水海洋环境影响已经引起广泛关注。温排水海区海水温度三维分布的研究课题，对控制海洋环境污染与指导海岸工程选址、设计等方面具有重要的现实意义。本文采用三维非结构网格有限体积河口与海岸模型(FVCOM)，对湄洲湾海区水动力场与温度场进行模拟，同时结合2007年8月大小潮两期海流、温度同步观测资料进行对照分析，研究了受温排水影响下该海区的水温分布特征。研究结果表明，在温排水影响下，湄洲湾海区海水温度自排放口向外围由高到低辐射状分布，影响范围东至湄洲岛北侧水道，西至惠屿以西，涨潮过程中北至秀屿港，落潮过程南至东周半岛与大竹岛之间水道。模型模拟结果与海上观测资料均反映，湄洲湾海区地形复杂，水道、水下浅滩交错排列，直接地通过阻隔或引导热量传递，或间接通过影响潮流场的方式作用于热量运移，对海水温度分布产生一定控制作用。观测资料表明，海区温度场三维特征明显，受温排水影响，水深不足50m且混合均匀的湄洲湾海区水温在垂向上呈现出显著差异性，表层海水高于中下层，表底层温差可达约2℃，小潮期显著性高于大潮期。数值模型模拟结果说明，这种观测得到的垂向水温分布现象，其产生受研究位置与排水口之间空间距离及海洋水动力环境控制，靠近排水口的区域，垂向不均匀特征尤其明显，涨潮过程中，该现象主要产生于排水口北侧，落潮过程则相反。同时，水道、水下浅滩交错分布的地形特点也对这种垂向特征起到了重要作用，由于高温海水的密度较低而呈现出浮力作用，温排水自水下浅滩向深水区运移且途径水深跃变区域时，垂向温差显著。关键词：温排水，FVCOM，三维数值模拟，垂向不均匀特征基于FVCOM的湄涧湾温排水海区三维海水温度场数值研究与观测对照分析NumericalSimulationofThree—DimensionalSeawaterTemperatureFieldinMeizhouBayBasedonFVCOMandControlledAnalysiswithObservationalMaterialAbstractItisthepartofrecirculatingcoolingwater,whichisreleasedintothenaturalwaterbodyfrompowerplant，thatisknownasthecoolingwaterdischarge．Asthecoastalzoneexploitationactivitiesweregraduallystrengthen，morepowerplantshadbeenconstructedoncoastalregion．Environmentalissuescausedbycoolingwaterhaveattractedbroadattention．Researchonthree—dimensionalseawatertemperaturefieldinseaareaaffectedbycoolingwatercarriesrealisticmeaningtothecontrolofmarineenvironmentalpollutionandtheguidetoprojectsiteselectionanddesign．T