海岸带“海陆空”数值模型及应用综述

李勇, 杨朋, 文明征, 姜兴钰, 田立柱, 王福. 2022. 海岸带“海陆空”数值模型及应用综述[J]. 华北地质, 45(3): 7-15. doi: 10.19948/j.12-1471/P.2022.03.02
引用本文: 李勇, 杨朋, 文明征, 姜兴钰, 田立柱, 王福. 2022. 海岸带“海陆空”数值模型及应用综述[J]. 华北地质, 45(3): 7-15. doi: 10.19948/j.12-1471/P.2022.03.02
LI Yong, YANG Peng, WEN Ming-zheng, JIANG Xing-yu, TIAN Li-zhu, WANG Fu. 2022. Review on the'sea-land-atmosphere'numerical model and its application in coastal zone. North China Geology, 45(3): 7-15. doi: 10.19948/j.12-1471/P.2022.03.02
Citation: LI Yong, YANG Peng, WEN Ming-zheng, JIANG Xing-yu, TIAN Li-zhu, WANG Fu. 2022. Review on the"sea-land-atmosphere"numerical model and its application in coastal zone. North China Geology, 45(3): 7-15. doi: 10.19948/j.12-1471/P.2022.03.02

海岸带“海陆空”数值模型及应用综述

  • 基金项目:

    中国地质调查局项目“津冀沿海资源环境承载能力调查(DD20189506)”;“黄渤海海岸带重点生态保护修复区综合地质调查(DD20211301)”

详细信息
    作者简介: 李勇(1978-),男,博士,研究员,毕业于清华大学,主要从事海岸带地质环境调查技术方法研究,E-mail:bjydly@163.com
  • 中图分类号: P73

Review on the"sea-land-atmosphere"numerical model and its application in coastal zone

  • 数值模型作为津冀沿海“海陆空”综合地质调查与观测体系建设的必要组成部分,在环境地质成果表达和综合研究中具有重要的不可替代的作用。本文论述了与海岸带“空陆海”相关的众多开源数值模型,这些模型在工程设计和科学研究中经常会使用到,具有获取方便、使用灵活及便于耦合等优点。本文主要从流体运动(包括水体和大气)的角度,分海洋数值模型、大气数值模型、陆地数值模型以及耦合数值模型等四个方面介绍了各种模型的优缺点、网格形式、求解方法及应用领域,阐述了各种模型在工程设计和科学研究中的应用实例,分析了耦合模型的未来发展方向。
  • 加载中
  • [1]

    孔俊.海岸潮致地下水波动特征及其环境效应研究[D].南京:河海大学,2009.

    [2]

    张永战,朱大奎.海岸带--全球变化研究的关键地区[J].海洋通报,1997,16(3):74-79.

    [3]

    张明书.浅谈我国海岸带的基本特征[J].中国地质,1998,(4):42.

    [4]

    李建芬,商志文,陈永胜,等.渤海湾牡蛎礁的研究现状与保护建议[J].地质调查与研究,2020,43(4):317-333.

    [5]

    汪翡翠,杨朋,施佩歆,等.基于Landsat OLI影像的河北省2019年海岸线现状[J].华北地质,2021,44(4):35-40.

    [6]

    王福,商志文,李建芬,等.渤海湾贝壳堤现状及保护建议[J].地质调查与研究,2020,43(4):293-316.

    [7]

    王福,王宏,李建芬,等.我国海岸2万年以来的演替过程及趋势分析:对现代海岸生态保护修复的启示[J].中国地质.https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1167.P.20220316.0851.004.html, 2022.03.17.

    [8]

    WANG F, ZONG Y Q, MAUZ BARBARA, et al.Holocene sea-level change on the central coast of Bohai Bay, China[J].Earth Surface Dynamics, 2020, 8(3):679-693.

    [9]

    WANG F, LI J F, SHI P X, et al.The impact of sea-level rise on the coast of Tianjin-Hebei, China[J].China Geology, 2019, 2(1):26-39.

    [10]

    Wang F, Tian Lizhu, Jiang Xingyu, et al.Human-induced changes in recent sedimentation rates in Bohai Bay, China:implications for coastal development[J].Science China(Earth Sciences), 2018, 61(10):1510-1522.

    [11]

    孙晓明,吴登定,肖国强,等.环渤海地区地下水资源与环境地质若干问题探讨[J].地质调查与研究,2006,29(1):47-56.

    [12]

    李勇,姜兴钰,田立柱,等.渤黄海的风暴潮[J].中国矿业,2019,28(s2):510-516.

    [13]

    杨吉龙,李红,施佩歆,等.环渤海典型地段海(咸)水入侵研究现状及方法探讨[J].地质调查与研究,2014,37(4):294-299.

    [14]

    苏永军,黄忠峰,范翠松,等.三维高密度电法在海水入侵界面探测中应用--以莱州湾地区为例[J].地质调查与研究,2018,41(2):134-137.

    [15]

    孟庆华,杨齐青,谢海澜,等.浅谈环渤海经济区环境地质图编图[J].地质调查与研究,2019,42(2):129-134.

    [16]

    Penven P, Roy C, Brundrit G B, et al.A regional hydrodynamic model of upwelling in the Southern Benguela[J].South African Journal of Science, 2001, 97:472-475.

    [17]

    宋军,郭俊如,鲍献文,等.东海黑潮与陆架海之间的水交换研究[J].海洋通报,2016,35(2):178-186.

    [18]

    周超杰,张杰,杨俊钢,等.基于ROMS模式的南海SST与SSH四维变分同化研究[J].海洋学报,2019,41(1):32-40.

    [19]

    李勇,田立柱,裴艳东,等.渤海湾西部风暴潮漫滩数值模拟[J].地质通报,2016,35(10):1638-1645.

    [20]

    罗士浩,经志友,齐义泉,等.南海北部次中尺度过程数值研究[J].热带海洋学报,2016,(5):10-19.

    [21]

    李冬,刘璟,韩桂军,等.POM海洋模式的并行算法[J].海洋通报,2010,9(3):329-333.

    [22]

    武雅洁,程从敏,赵红萍,等.西海岸中央公园防风暴潮数值模拟研究[J].中国水运(下半月),2019,19(9):91-93.

    [23]

    杨万康,杨青莹,张峰,等.典型海湾风暴潮特征数值模拟与研究[J].海洋通报,2018,37(5):537-547.

    [24]

    沈淇,朱建荣,端义宏,等.西北太平洋环流和海温数值模拟[J].华东师范大学学报(自然科学版),2011,(6):26-35.

    [25]

    罗锋,廖光洪,盛建明,等.乐清湾海洋环境季节特征及水交换过程研究[J].水资源保护,2012,(5):48-51.

    [26]

    袁帅,袁鹏,司先才,等.基于FVCOM的渤、黄海潮汐潮流数值模拟[J].海洋湖沼通报,2020,(2):10-18.

    [27]

    周超杰.基于海洋数值模式的资料同化及保能量算法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2018.

    [28]

    SHCHEPETKIN A F,MCWILLIAMS J C.The regional oceanic modeling system(ROMS):a split-explicit,free-surface,topography-following-coordinate oceanic model[J].Ocean Modelling,2005,9(4):347-404.

    [29]

    邹怡杰.大气-海洋-波浪耦合数值模式及其应用[D].长沙:长沙理工大学,2018.

    [30]

    RIS R C,HOLTHUIJSEN L H,BOOIJ N.A spectral model for waves in the near shore zone[J].Coastal Engineering,1994:68-78.

    [31]

    TOLMAN H L.Distributed memory concepts in the wave model WAVEWATCH III[J].Parallel Computing,2002,28(1),35-52.

    [32]

    姜波,杨学联,张松,等.基于MM5模式的我国近海海洋风能资源评估[J].风能,2013,(3):80-85.

    [33]

    刘振鑫,刘树华,胡非,等.MM5和WRF对北京地区低层大气局地环流模拟能力的对比研究[J].中国科学(地球科学),2012,(2):301-312.

    [34]

    盛春岩,李建华,范苏丹.地形及下垫面对渤海大风影响的数值研究[J].气象,2014,40(11):1338-1344.

    [35]

    张晓慧,张立凤,周海申,等.双台风相互作用及其影响[J].应用气象学报,2019,30(4):456-466.

    [36]

    杨沈斌,谢锋,李梦琪,等.基于WRF模拟的晋江市海陆风特征分析[J].大气科学学报,2019,42(3):459-468.

    [37]

    GÓMEZ I, CASELLES V, ESTRELA M J, et al.Simulation of surface energy fluxes and meteorological variables using the Regional Atmospheric Modeling System(RAMS):Evaluating the impact of land-atmosphere coupling on shortterm forecasts[J].Agricultural & Forest Meteorology,2018,249:319-334.

    [38]

    CHENG W Y Y,STEENBURGH W J.Evaluation of Surface Sensible Weather Forecasts by the WRF and the Eta Models over the Western United States[J].Weather & Forecasting,2005,20(5):812-821.

    [39]

    王晓君,马浩.新一代中尺度预报模式(WRF)国内应用进展[J].地球科学进展,2011,26(11):1191-1199.

    [40]

    SAMARASINGHA S,SANDARUWAN M S,SAMPATH D S,et al.Dynamic downscaling of rainfall data for Deduru Oya River Basin using WRF weather model[J].The Institution of Engineers,Sri Lanka,2021,(2):69-75.

    [41]

    SKAMAROCK W C,KLEMP J B,DUDHIA J,et al.A Descrip-tion of the Advanced Research WRF Version 3[R].USA:National Center for Atmospheric Research,2008.

    [42]

    庞杨,韩志伟,朱彬,等.利用WRF-Chem模拟研究京津冀地区夏季大气污染物的分布和演变[J].大气科学学报,2013,36(6):674-682.

    [43]

    张晗宇,温维,程水源,等.京津冀区域典型重污染过程与反馈效应研究[J].中国环境科学,2018,38(4):1209-1220.

    [44]

    毕潇伟.应用Delft3D对青草沙水库盐度和温度的模拟和预测[D].上海:上海交通大学,2017.

    [45]

    张文时.基于EFDC模型的山地河流水动力水质模拟[D].重庆:重庆大学,2014.

    [46]

    徐学军,唐建华,王玉臻,等.水沙数学模型技术在长江河口整治中的应用[J].人民长江,2019,50(2):42-46.

    [47]

    白生强.基于Delft3D-FLOW模型的水库泥沙冲淤特性分析[J].黑龙江水利科技,2020,48(6):5-8.

    [48]

    AKTER A,TANIM A H.Salinity distribution in river network of a partially mixed estuary[J].Journal of Waterway Port Coastal and Ocean Engineering,2021,147(2),04020055.

    [49]

    吴文挺.基于遥感和数值模拟的河口湿地演变研究[D].上海:华东师范大学,2019.

    [50]

    熊雄.基于EFDC的鄱阳湖水动力研究[D].南昌:南昌大学,2014.

    [51]

    唐天均,杨晟,尹魁浩,等.基于EFDC模型的深圳水库富营养化模拟[J].湖泊科学,2014,26(3):393-400.

    [52]

    CUNANAN A M,SALVACION J.Analysis of water temperature of Laguna Lake using EFDC model.[J].International Journal of Scientific & Technology Research, 2014(8):68-76.

    [53]

    陶亚,陈宇轩,赵喜亮,等.基于EFDC模型的阿什河水环境容量季节性分析[J].环境工程,2017,35(7):65-69.

    [54]

    张春志.MODFLOW在地下水水源地水质预测中的应用[J].地下水,2007,29(1):61-64.

    [55]

    王科以.MODFLOW运用于污泥填埋场项目地下水环境影响的预测[J].资源信息与工程,2018,33(5):68-69.

    [56]

    邵鹏.基于MODFLOW的水库渗漏预测与影响评价数值模拟研究[J].水利技术监督,2020,(3):142-144.

    [57]

    李文雅,谢成平,陈艳国.Visual Modflow在海勃湾水库环境地质评价中的应用[J].人民长江,2016,47(13):56-59, 105.

    [58]

    朱君妍,李翠梅,贺靖雄,等.GMS模型的水文水质模拟应用研究[J].水文,2019,39(1):68-75.

    [59]

    JABBARI E,FATHI M,MORADI M.Modeling groundwater quality and quantity to manage water resources in the Arak aquifer,Iran[J].Arabian Journal of Geoences,2020,13(14):1-16.

    [60]

    胡健,张祥达,魏志诚.基于FEFLOW在地下水数值模拟中的应用综述[J].地下水,2020,42(1):9-13.

    [61]

    祖斌.Visual Modflow在水文地质模型构建及地下水模拟中的应用[J].绿色科技,2018,(16):233-234.

    [62]

    SAJEENA S,KURIEN E K.Studies on groundwater resources using visual MODFLOW-A case study of Kadalundi river basin[J].Open Journal of Soil and Water Conservation,2021.

    [63]

    徐力刚.地表水地下水的交互与耦合模拟研究现状与进展[J].水资源保护,2009,25(5):82-85.

    [64]

    LETICIA B R,PABLO A C,CARLOS A V.Full conservative coupling of HEC-RAS with MODFLOW to simulate stream-aquifer interactions in a drainage basin[J].Journal off Hydrology,2008,353(1-2):129-142.

    [65]

    武强,孔庆友,张自忠,等.地表河网-地水水系统耦合模拟I:模型[J].水利学报,2005,36(5):588-592.

    [66]

    王鹏飞.滨海地表水和地下水耦合模型的建立及应用[D].大连:大连理工大学,2015.

    [67]

    亓春霞.中尺度海-气耦合模式MM5V3/ECOM-si对黄东海入海气旋的模拟研究[D].武汉:武汉理工大学,2003.

    [68]

    杨珂.基于WRF-ADCIRC的海口湾典型台风下的风场改进及风暴潮模拟[D].南京:东南大学,2018.

    [69]

    王扬杰,张庆河,陈同庆,等.大气-海洋-海浪耦合模型在台风过程模拟中的应用[J].水道港口,2016,37(2):33-39.

    [70]

    林谌.大气-海洋-海浪实时耦合模式的建立及应用[D].天津:天津大学,2014.

    [71]

    刘武,杨成荫,李耀东,等.基于MCT耦合器的WRFPOM区域海气耦合模式构建及应用[J].海洋科学,2018,42(5):98-107.

    [72]

    刘磊,费建芳,黄小刚, 等.大气-海浪-海流耦合模式的建立和一次台风过程的初步试验[J].物理学报,2012,61(14):523-531.

    [73]

    WARNER J C,ARMSTRONG B,HE R,et al.Development of a coupled ocean-atmosphere-wave-sediment transport(COAWST)modeling system[J].Ocean Modelling,2010,35(3):230-244.

    [74]

    SARAVANAN R,HSIEH J S,CHANG P,et al.Development of a high resolution coupled regional climate model in the Atlantic sector for climate change studies[C].21st Conference on Climate Variability and Change,Phoenix:American Mathematical Society,2009.

    [75]

    HSIEH J S,LI M K,SARAVANAN R,et al.Downscaling tropical cyclone activity using regional models:Impact of air-sea coupling on the frequency and intensity of Atlantic hurricanes[C].American Geophysical Union,Fall Meeting,2009.

    [76]

    SAMALA B K,NAGARAJU C,BANERJEE S,et al.Study of the Indian summer monsoon using WRF-ROMS regional coupled model simulations[J].Atmospheric Science Letters,2013,14(1):20-27.

    [77]

    LIU X Y.Biases of the Arctic climate in a regional oceansea ice-atmosphere coupled model:an annual validation[J].Acta Oceanologica Sinica,2014,33(9):56-67.

    [78]

    李勇,陈鑫,田立柱,等.基于海气耦合模型的渤海湾风暴潮数值模拟[J].上海交通大学学报,2017,51(11):123-131.

    [79]

    LI Y,CHEN X,JIANG X Y,et al.Numerical simulations and comparative analysis for two types of storm surges in the Bohai Sea using a coupled atmosphere-ocean model[J].Acta Oceanologica Sinica,2019,38(9):35-47.

    [80]

    伍志元,蒋昌波,邓斌,等.基于海气耦合模式的南中国海北部风暴潮模拟[J].科学通报,2018,63(33):3494-3504.

    [81]

    CRAIG A P,VERTENSTEIN M,JACOB R.A new flexible coupler for earth system modeling developed for CCSM4 and CESM1[J].International Journal of High Performance Computing Applications,2011,26(1):31-42.

    [82]

    周天军,邹立维,韩振宇,等.区域海气耦合模式FROALS的发展及其应用[J].大气科学,2016,40(1):86-101.

    [83]

    李勇,文明征,杨朋,等.津冀沿海“海陆空”综合地质调查与观测体系建设[J].华北地质,2021,44(4):40-46.

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收稿日期:  2022-08-10

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