海灣納潮量數(shù)值計算技術(shù)規(guī)程

海灣納潮量數(shù)值計算技術(shù)規(guī)程范圍本文件確立了海灣納潮量數(shù)值計算的基本程序，規(guī)定了資料收集、二維潮波數(shù)值模型、納潮量計算、成果與報告等內(nèi)容。本文件適用于XX省管轄海域內(nèi)的海灣納潮量計算。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12763.2海洋調(diào)查規(guī)范第2部分：海洋水文觀測HY/T147.7海洋監(jiān)測技術(shù)規(guī)程第7部分：衛(wèi)星遙感技術(shù)方法JTS/T231水運工程模擬試驗技術(shù)規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

灣口baymouth海灣兩個岬角之間的出口。

納潮量tidalprism由于潮汐漲落引起的海灣水體體積的變化量。

潮差tidalrange在一個潮汐周期內(nèi)，相鄰的高潮與低潮之潮位差。[來源：GB/T39619—2020，6.2.5]

單寬流量flowdischargeperunitwidth單位時間通過單位寬度斷面的水體體積。基本程序納潮量計算宜按下列程序進行：收集模型建立與驗證資料；進行海灣二維潮波數(shù)值模擬與驗證；基于二維潮波數(shù)值模擬結(jié)果計算海灣納潮量；按照成果與報告要求編寫海灣納潮量數(shù)值計算報告。資料收集岸線與水深岸線資料來源于遙感影像的解譯，遙感影像的空間分辨率、成像時間和圖像質(zhì)量等要求按照HY/T147.7的規(guī)定執(zhí)行。水深資料來源于數(shù)字化海圖或現(xiàn)場實測水深資料，水深測量年份應(yīng)與岸線資料年份相近。海流與水位海流與水位資料來源于海上現(xiàn)場觀測，海流、水位觀測原則上同步進行。海流與水位觀測方法和資料處理按照GB/T12763.2的規(guī)定執(zhí)行。二維潮波數(shù)值模型控制方程與數(shù)值算法模型的控制方程按照J(rèn)TS/T231的規(guī)定執(zhí)行。方程的離散求解方法可采用有限體積法、有限差分法或有限元法等。計算域的確定及網(wǎng)格剖分模型計算域應(yīng)足夠大，并使開邊界附近的水文要素不受海灣岸線、水深變化等的影響。海灣內(nèi)部網(wǎng)格應(yīng)加密，在疏密網(wǎng)格鑲嵌界線上的加密度不超過3倍，并能夠概化海灣岸線邊界，網(wǎng)格結(jié)點水深應(yīng)能夠反映水下地形特征。邊界條件模型的邊界條件應(yīng)滿足下列要求：固邊界條件：垂直于陸地邊界的法向速度為零；動邊界條件：潮間帶宜采用“干、濕”滑動邊界；開邊界條件：開邊界水位采用潮位或潮汐調(diào)和常數(shù)形式給出，在采用潮汐調(diào)和常數(shù)形式給出時，至少包括、、、等分潮。基本參數(shù)確定曼寧糙率系數(shù)由實測潮位、流速和流向資料確定，應(yīng)考慮水深、海床組成變化等因素引起的糙率平面分布不同。水平渦流粘度宜采用Smagorinsky公式計算。驗證計算及精度控制模型應(yīng)不少于2個站位的潮位、3個站位潮流觀測資料驗證。模型應(yīng)選取與岸線數(shù)據(jù)年份對應(yīng)的觀測資料進行驗證。潮位驗證時長不少于1個月，潮流驗證時長不少于25?h。模型驗證精度控制按照J(rèn)TS/T231的規(guī)定執(zhí)行。納潮量計算平均納潮量計算對潮波計算結(jié)果采用最小二乘法進行調(diào)和分析，得到潮汐調(diào)和常數(shù)，半日潮海灣平均潮差可依據(jù)潮汐調(diào)和常數(shù)進行計算。模型第個網(wǎng)格的平均潮差計算見公式（1）： （AUTONUM）式中：——第個網(wǎng)格的平均潮差，單位為米（m）；?——第個網(wǎng)格半日分潮的振幅，單位為米（m）；??——第個網(wǎng)格半日分潮的振幅，單位為米（m）；?——第個網(wǎng)格日分潮的振幅，單位為米（m）；?——第個網(wǎng)格日分潮的振幅，單位為米（m）。平均納潮量計算見公式（2）： （AUTONUM）式中：?????——平均納潮量，單位為立方米（m3）；——第個網(wǎng)格的平均潮差，單位為米（m）；????——第個網(wǎng)格的面積，單位為平方米（m2）；?????——計算域網(wǎng)格數(shù)。潮周期納潮量計算在灣口斷面上布設(shè)個控制點，相鄰兩個控制點間距為，漲潮或落潮期設(shè)為個時間步，時間步長為。從潮波計算結(jié)果中提取斷面上個控制點個時刻的水深、流速和流向，則流經(jīng)斷面第個控制點時刻的單寬流量計算見公式（3）： （AUTONUM）式中：——第個控制點時刻的單寬流量，單位為平方米每秒（m2/s）；——第個控制點時刻的水深，單位為米（m）；——第個控制點時刻的流速，單位為米每秒（m/s）；——第個控制點時刻的流向，單位為弧度（rad）；??——向與斷面起點至終點方向順時針的夾角，單位為弧度（rad），面向海灣，斷面左端點為起點，右端點為終點，見圖1。角定義示意圖時刻灣口斷面流量計算見公式（4）： （AUTONUM）式中：——時刻灣口斷面流量，單位為立方米每秒（m3/s）；???——灣口斷面控制點數(shù)；???——第個控制點時刻的單寬流量，單位為平方米每秒（m2/s）；——第個控制點時刻的單寬流量，單位為平方米每秒（m2/s）；??——相鄰兩個控制點間距，單位為米（m）。潮周期納潮量計算見公式（5）： （AUTONUM）式中：???????——潮周期納潮量，單位為立方米（m3）；???????——漲潮或落潮期時間步數(shù)；???——時刻灣口斷面流量，單位為立方米每秒（m3/s）；——時刻灣口斷面流量，單位為立方米每秒（m3/s）；??????——時間步長，單位為秒（s）。成果與報告成果要求計算成果應(yīng)包括潮周期納潮量和平均納潮量，潮周期納潮量至少包括大、小潮期納潮量，計算時長不少于60個連續(xù)潮周期，計算結(jié)果保留3位小數(shù)，計量單位采用立方千米（km3）。海灣納潮量數(shù)值計算結(jié)果匯總表參照附錄A。報告編寫成果報告主要內(nèi)容包括前言、海灣概況、納潮量計算、結(jié)論與建議等內(nèi)容。海灣納潮量數(shù)值計算報告格式和內(nèi)容參照附錄B。

（資料性）

海灣納潮量數(shù)值計算結(jié)果匯總表表A.1給出了海灣納潮量數(shù)值計算結(jié)果的內(nèi)容與格式。海灣納潮量數(shù)值計算結(jié)果匯總表計算區(qū)域：填表日期：計算年份潮周期納潮量平均納潮量（km3）大潮期納潮量（km3）小潮期納潮量（km3）備注：填表人：校對人：審核人：

（資料性）

海灣納潮量數(shù)值計算報告格式與內(nèi)容文本格式文本規(guī)格海灣納潮量數(shù)值計算報告文本外形尺寸為A4（210?mm×297?mm）。封面格式海灣納潮量數(shù)值計算報告封面格式如下：第一行書寫：×××海灣納潮量（居中）；第二行書寫：數(shù)值計算報告（居中）；落款書寫：編制單位全稱（居中）；第四行書寫：××××年××月（居中）；以上內(nèi)容字體字號應(yīng)適宜，各行間距應(yīng)適中，保持封面美觀。封里1內(nèi)容封里1應(yīng)寫明報告編制單位的全稱、通訊地址、郵政編碼、聯(lián)系電話、傳真電話、E-mail等。封里2內(nèi)容應(yīng)分行寫明：報告編制單位全稱（加蓋公章）、報告技術(shù)負(fù)責(zé)人（姓名、職務(wù)、職稱）、項目負(fù)責(zé)人（姓名、職務(wù)、職稱）、主要編制人員（姓名、職務(wù)、職稱）、審核人（姓名、職務(wù)、職稱）等，并簽名。報告章節(jié)內(nèi)容報告應(yīng)包括以下全部或部分內(nèi)容。根據(jù)各海灣特點和納潮量計算具體內(nèi)容，可對下列章節(jié)及內(nèi)容適當(dāng)增減。前言目的意義計算內(nèi)容、范圍總體技術(shù)路線海灣概況地理位置及區(qū)位條件自然環(huán)境條件開發(fā)利用現(xiàn)狀納潮量計算基本資料：岸線與水深、海流與水位數(shù)值模型：計算域確定與網(wǎng)格剖分、數(shù)值算法與定解條件、參數(shù)選取與驗證計算納潮量計算：大、小潮期納潮量和平均納潮量結(jié)論與建議結(jié)論建議計算數(shù)據(jù)報表附圖、附表、附件（含參考文獻）。參考文獻[1]GB/T39619—2020航道測量基本術(shù)語[2]黃祖珂，黃磊.潮汐原理與計算[M].XX:XX大學(xué)出版社，2005.[3]方國洪，鄭文振，陳宗鏞等.潮汐和潮流的分析和預(yù)報[M].XX:海洋出版社，1986.[4]鄭文振.實用潮汐學(xué)[M].XX:海軍測量部，1959.[5]ZHAODH，SHENHW，IIIG，etal.Finite-VolumeTwo-dimensionalunsteady-flowmodelforriverbasins[J].Journal