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乐清湾潮能和潮能通量的数值研究

王斌  
【摘要】: 潮能是指单位面积水柱体所具有的动能和势能的总和,而潮能通量则是自海面至海底单位宽度断面单位时间所通过的潮能。强潮海湾的潮能储量和潮能传递规律一直是动力沉积、水交换能力和潮能开发利用研究中令人关注的问题。掌握海湾潮能和潮能通量的特性,不仅有助于提高对湾内潮能分布规律的认识,而且可为潮能开发利用提供理论支持。本文首先计算了乐清湾的潮流场,并利用同步实测资料加以验证,结果表明模型能够正确模拟乐清湾的潮流场,在此基础上,通过编写程序,进一步模拟了潮能和潮能通量。再次,对潮能(动能和势能)储量大小在空间上的分布特性加以研究,研究显示:动能无论在露滩、漫滩还是潮周期平均情况下空间上的分布表现为与水深分布一致;势能在空间上的分布表现为与潮差一致,势能在大小潮最大漫滩与最大露滩时分布确有所不同。然后进一步对潮能传递规律进行讨论,乐清湾内的高能区分别集中在深槽和断面狭窄区域;另一股相对较低潮能集中在湾口附近的华歧潮滩和湾顶的楚门潮滩、江岩山、毛诞山、西门山等和较弯曲的岸线附近。潮能输入阶段,潮能通量的分布大致体现为由湾口东面向西面的华歧潮滩渐小,而从湾口向北输入至湾中处由于湾内海底地形较为复杂,并且有众多岛屿的存在,使得潮能通量的等值线分布大致与岸线平行;在潮能输出阶段,湾口至湾中所围区域,则表现为由东向西潮能的输出减小,而由湾口至湾中到湾顶,则潮能的输出有波动。潮能从外海输入乐清湾至湾顶的过程,能通量有渐小的趋势,而潮能从乐清湾湾顶向外海的输出过程中,断面能通量则表现出明显的增加趋势,但在大、小、全潮周期过程中,总体上表现为总能通量输入大于输出。由外海至乐清湾的能通量总输入、乐清湾向外海能通量的总输出随着相应时间的潮位的增加而加大。


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