DB37-T 4685-2023 海湾纳潮量数值计算技术规程

27.140CCS

A

4537 DB37/T

4685—2023海湾纳潮量数值计算技术规程Code

of

practice

of

tidal

prism

in

sea

bay 山东省市场监督管理局 发

布DB37/T

4685—2023 前言

.................................................................................

II1

...............................................................................

12 规范性引用文件

.....................................................................

13 术语和定义

.........................................................................

14 基本程序

...........................................................................

15 资料收集

...........................................................................

25.1 岸线与水深

.....................................................................

25.2 海流与水位

.....................................................................

26 二维潮波数值模型

...................................................................

26.16.26.3

控制方程与数值算法

.............................................................

2计算域的确定及网格剖分

.........................................................

2边界条件

.......................................................................

26.4 基本参数确定

...................................................................

26.5 验证计算及精度控制

.............................................................

27 纳潮量计算

.........................................................................

27.1 平均纳潮量计算

.................................................................

37.2 潮周期纳潮量计算

...............................................................

38 成果与报告

.........................................................................

48.1 成果要求

.......................................................................

48.2 报告编写

.......................................................................

4附录

A（资料性） 海湾纳潮量数值计算结果汇总表.........................................

5附录

B（资料性） 海湾纳潮量数值计算报告格式与内容.....................................

6B.1 文本格式

.......................................................................

6B.2 报告章节内容

...................................................................

6参考文献

..............................................................................

8DB37/T

4685—2023 本文件按照GB/T

—《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由山东省海洋局提出并组织实施。本文件由山东省海洋标准化技术委员会归口。IIDB37/T

4685—20231 范围成果与报告等内容。本文件适用于山东省管辖海域内的海湾纳潮量计算。2 规范性引用文件文件。GB/T

海洋调查规范 第2部分：海洋水文观测HY/T

147.7 海洋监测技术规程第7部分：卫星遥感技术方法JTS/T

231 水运工程模拟试验技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1湾口 bay

mouth海湾两个岬角之间的出口。3.2纳潮量 tidal

prism由于潮汐涨落引起的海湾水体体积的变化量。3.3潮差 tidal

range在一个潮汐周期内，相邻的高潮与低潮之潮位差。[来源：GB/T

39619—2020，6.2.5]3.4单宽流量 flow

per

unit

width单位时间通过单位宽度断面的水体体积。4 基本程序纳潮量计算宜按下列程序进行：a)

收集模型建立与验证资料；b)

进行海湾二维潮波数值模拟与验证；c)

基于二维潮波数值模拟结果计算海湾纳潮量；DB37/T

4685—2023d)

按照成果与报告要求编写海湾纳潮量数值计算报告。5 资料收集5.1 岸线与水深岸线资料来源于遥感影像的解译，遥感影像的空间分辨率、成像时间和图像质量等要求按照147.7的规定执行。水深资料来源于数字化海图或现场实测水深资料，水深测量年份应与岸线资料年份相近。5.2 海流与水位料处理按照GB/T

12763.2的规定执行。6 二维潮波数值模型6.1 控制方程与数值算法模型的控制方程按照JTS/T

231的规定执行。方程的离散求解方法可采用有限体积法、有限差分法或有限元法等。6.2 计算域的确定及网格剖分格应加密，在疏密网格镶嵌界线上的加密度不超过3倍，并能够概化海湾岸线边界，网格结点水深应能够反映水下地形特征。6.3边界条件模型的边界条件应满足下列要求：a)

固边界条件：垂直于陆地边界的法向速度为零；b)

动边界条件：潮间带宜采用“干、湿”滑动边界；c)

开边界条件：开边界水位采用潮位或潮汐调和常数形式给出，在采用潮汐调和常数形式给出时，至少包括K1、O1、M2、S2等分潮。6.4 基本参数确定面分布不同。水平涡流粘度宜采用公式计算。6.5 验证计算及精度控制模型应不少于2个站位的潮位、3125

hJTS/T

231的规定执行。7 纳潮量计算DB37/T

4685—20237.1平均纳潮量计算汐调和常数进行计算。模型第𝑖个网格的平均潮差𝛥𝐻𝑚𝑖计算见公式（1∆𝐻𝑚𝑖

=

∆𝐻𝑚𝑖

=

𝑀2

+0.58

(𝐻𝑆2)+0.08

(𝐻𝐾𝑖

1+𝐻𝑂𝑖

1)𝐻

2

𝑖

2

(1)式中：𝛥𝐻𝑚𝑖

——第𝑖个网格的平均潮差，单位为米（m）；𝑖𝐻𝑀2

——第𝑖个网格半日分潮M2的振幅，单位为米（m𝑖𝑖𝐻𝑆2𝑖

——第𝑖个网格半日分潮S2的振幅，单位为米（m𝐻𝐾1

——第𝑖个网格日分潮K1的振幅，单位为米（m𝐻𝐾1

——第𝑖个网格日分潮K1的振幅，单位为米（m）；𝑄̅

——平均纳潮量，单位为立方米（m

）；𝑆𝑖

——第𝑖个网格的面积，单位为平方米（m

点𝑗时刻的单宽流量𝑞𝑖

计算见公式（3𝑞𝑖

=

ℎ𝑖

∙𝜈𝑖

∙𝑠𝑖𝑛(𝛾

−𝛼𝑖

)(3)𝑞𝑖

——第𝑖个控制点𝑗时刻的单宽流量，单位为平方米每秒（m

/sℎ𝑖

——第𝑖个控制点𝑗时刻的水深，单位为米（m𝜈𝑖

——第𝑖个控制点𝑗时刻的流速，单位为米每秒（m/s𝛼𝑖

——第𝑖个控制点𝑗时刻的流向，单位为弧度（𝑖𝐻𝑂1

——第𝑖个网格日分潮O1的振幅，单位为米（m）。𝑖平均纳潮量𝑄̅计算见公式（2）：𝑄̅

=

∑𝑛𝑖=1∆𝐻𝑚𝑖𝑆𝑖(2)式中：3𝛥𝐻𝑚𝑖

——第𝑖个网格的平均潮差，单位为米（m）；2𝑛 ——计算域网格数。7.2 潮周期纳潮量计算在湾口断面上布设𝑀𝛥𝑙𝑖𝑁长为𝛥𝑡𝑀个控制点𝑁𝑖𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗式中：𝑗 2𝑗𝑗𝑗𝛾

——𝑁起点，右端点为终点，见图1。图1 𝛾角定义示意图𝑞𝑖+𝑞𝑖+1𝑗𝑗时刻湾口断面流量𝛥𝑄𝑗𝑞𝑖+𝑞𝑖+1𝑗𝑖=1𝛥𝑄𝑗

=

∑𝑖=1

𝑗

2

DB37/T

4685—2023∙𝛥𝑙𝑖

(4)𝛥𝑄𝑗

——𝑗𝛥𝑄𝑗

——𝑗时刻湾口断面流量，单位为立方米每秒（m

/s）；𝑗

——第𝑖个控制点𝑗时刻的单宽流量，单位为平方米每秒（m

/s）；𝑞𝑖𝑞𝑖+1

——第𝑖

+1个控制点𝑗时刻的单宽流量，单位为平方米每秒（m

/s3𝑀 2𝑗 2𝛥𝑙𝑖 ——相邻两个控制点间距，单位为米（m潮周期纳潮量𝑄计算见公式（5𝑄

𝑄

=

∑𝑁𝑗=1

∆𝑄𝑗+∆𝑄𝑗+12

∙𝛥𝑡(5)𝑄

——潮周期纳潮量，单位为立方米（m𝑄

——潮周期纳潮量，单位为立方米（m

𝛥𝑄

𝑗

𝑗时刻湾口断面流量，单位为立方米每秒（m

）；𝛥𝑄𝑗+1

——𝑗

+1时刻湾口断面流量，单位为立方米每秒（m

/s）；3𝑁 ——涨潮或落潮期时间步数；33𝛥𝑡 ——时间步长，单位为秒（s8 成果与报告8.1 成果要求

不少于60不少于603km

3结果汇总表参照附录A。8.2 报告编写告格式和内容参照附录B。3km

3km

3km

DB37/T

4685—2023附 录 A（资料性）海湾纳潮量数值计算结果汇总表表A.1给出了海湾纳潮量数值计算结果的内容与格式。表A.1

海湾纳潮量数值计算结果汇总表

DB37/T

4685—2023附录B（资料性）海湾纳潮量数值计算报告格式与内容B.1文本格式B.1.1文本规格海湾纳潮量数值计算报告文本外形尺寸为A4（210

×297

mm）。B.1.2封面格式海湾纳潮量数值计算报告封面格式如下：第一行书写：×××海湾纳潮量（居中）；第二行书写：数值计算报告（居中）；落款书写：编制单位全称（居中）；第四行书写：××××年××月（居中）；以上内容字体字号应适宜，各行间距应适中，保持封面美观。B.1.3封里1内容封里1应写明报告编制单位的全称、通讯地址、邮政编码、联系电话、传真、E-mail等。B.1.4 封里2内容签名。B.2 报告章节内容当增减。B.2.1 前言B.2.1.1 目的意义B.2.1.2 计算内容、范围B.2.1.3 总体技术路线B.2.2 海湾概况B.2.2.1 地理位置及区位条件B.2.2.2 自然环境条件B.2.2.3 开发利用现状B.2.3 纳潮量计算B.2.3.1 基本资料：岸线与水深、海流与水位DB37/T

4685—2023B.2.3.2 数值模型：计算域确定与网格剖分、数值算法与定解条件、参数选取与验证计算B.2.3.3 纳潮量计算：大、小潮期纳潮量和平均纳潮量B.2.4 结论与建议B.2.4.1 结论B.2.4.2 建议B.2.5 计算数据报表附图、附表、附件（含参考文献）。DB37/T

4685—2023参 考文

献[1] GB/T

39619—2020航道测量基本术语[2] 黄祖珂,

黄磊.

潮汐原理与计算[M].

:

中国海洋大学出版社,

2005.[3] 方国洪,

郑文