沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)頻域分析及其作用下污染物輸移研究.pdf

1、隨著我國(guó)沿岸經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，海洋環(huán)境污染問題也普遍受到人們的關(guān)注，特別是海岸帶及近海海域受環(huán)境影響較為嚴(yán)重。而在近海岸區(qū)域污染物的輸移過程當(dāng)中沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)起著非常重要的作用，研究沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)及其作用下的污染物輸移規(guī)律，可以為以后初步預(yù)報(bào)污染物在近海輸移提供依據(jù)，進(jìn)一步為治理海洋環(huán)境污染提供理論依據(jù)。本文圍繞這些方面主要做了以下幾方面的工作：
　?。?）首先利用小波變換理論對(duì)規(guī)則波致沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)空變化特性進(jìn)行了分析。通

2、過小波變換獲得沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)流速時(shí)間歷程的小波譜，基于對(duì)小波譜的分析研究沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的時(shí)空變化，著重分析了規(guī)則波情況下在1:100和1:40兩個(gè)平直斜坡上觀測(cè)到的沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)隨時(shí)空變化的特性。
　?。?）其次利用空間變換方法對(duì) CCD攝像機(jī)采集的墨水運(yùn)動(dòng)軌跡圖像進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，然后利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的圖像對(duì)沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)規(guī)則波情況下污染物的輸移進(jìn)行研究。計(jì)算了各個(gè)波況下污染物在沿岸方向和垂直岸方向的傳輸移速度，并對(duì)污染團(tuán)濃度

3、中心軌跡變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。
　　（3）最后利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的墨水運(yùn)動(dòng)圖像，對(duì)沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)不規(guī)則情況下污染物的輸移進(jìn)行研究。首先計(jì)算了各個(gè)波況下污染物在沿岸方向和垂直岸方向的輸移速度，然后對(duì)污染團(tuán)濃度中心軌跡變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。
　　通過對(duì)規(guī)則波15個(gè)不同波況下的沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)流速時(shí)間歷程的小波能譜的分析，結(jié)果表明在規(guī)則波情況下同樣能觀測(cè)到沿岸不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，但是時(shí)空變化不明顯，這可能是由于實(shí)驗(yàn)測(cè)量的時(shí)間歷程相對(duì)較短，致使沿

4、岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)還沒有充分發(fā)展起來；隨時(shí)間的變化沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)連續(xù)性；沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)在沿岸方向的能量比垂直岸方向強(qiáng)；地形坡度增加會(huì)使沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的區(qū)域減??；無論是1:40坡還是1:100坡，由剪切不穩(wěn)定引起的沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)頻率都在約0.015Hz左右變化。規(guī)則波情況下，污染物在沿岸方向和垂直方向輸移速度的計(jì)算與污染團(tuán)濃度中心軌跡變化趨勢(shì)的分析，結(jié)果表明污染物在沿岸方向的輸移速度為0.1～0.2m/s，在垂直岸方向的輸移速

5、度為0.01～0.06m/s，顯然污染物在沿岸方向的輸移較垂直岸方向的快，并且在入射周期相同的情況下，污染物的輸移速度呈現(xiàn)出隨著波高的增加而增大的現(xiàn)象；污染物的運(yùn)動(dòng)主要沿平行岸線方向運(yùn)動(dòng)，沒有離岸方向運(yùn)動(dòng)；周期相同波高不同的波況，波高增大沿岸流不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的范圍在垂直岸線方向有明顯的增大。不規(guī)則波情況下，1:100坡下污染物在沿岸方向的輸移速度約0.04～0.11m/s，垂直岸方向的輸移速度約0.01～0.05m/s；1:40坡下污染