粤港澳大湾区淹水模块的更新

  淹水模式的更新首先是在模式中包含大桥桥墩,第一步是更改模式网格在原来网格中加入桥墩信息。首先得确定桥墩的位置和形状及数量等信息(把桥墩轮廓用几个点勾勒出来),由于桥墩相关准确信息不是公开资料,资料的的获取只能借助互联网网站和谷歌地图。更新后的淹水模式网格如图2.1e所示。新淹水模式(加入港珠澳大桥)的重新启动目前有三种启动方法,其一、冷启动,温盐度初值场从上一级的restart file 插值而来;其二、冷启动,温盐度初值场用气候态的中国海温盐度值(已经是标准层);其三、热启动,restart文件(sigma坐标)插值于中国海模式。采用第三种办法重启时发现在海岸附近出现异常冷水区。通过检查得知是中国海模式的输出结果有异常,再进一步分析得出,是边界条件异常导致模拟的水位异常出现发散所致,由此在中国海模式边界正确给定之前,淹水模式先用第二种方法重启开始每天的预报,预报结果如图2.2所示。

图2.1 淹水模式网格(上),粤港澳大湾区大桥桥墩附近细化网格(下)

  包含大桥桥墩的淹水模式浪流耦合情形下出现海浪过大的问题,经试验在更短时间步长下也会出现大浪,同时加或不加浪边界驱动也会出现大浪,基本能确定是海浪模拟部分出现问题,因此展开一系列关于only wave run 的试验,试验思路也是不同时间步长和浪边界的组合。经一系列试验可知,大浪的出现是因为代码中没考虑浪的绕射和折射(当桥墩距离过小时出现能量的累积最后导致大浪)。考虑到在现目前的代码中加入浪的绕射和折射这一代码工作量过大以及目前浪模块模拟速度慢的特点随即决定抛弃目前的浪模块,采用新版本的un-swan模式耦合进FVCOM, un-swan模式中不仅有浪的绕射和折射这一过程,且模式运行速度也很快,可以实现实时预报。

图2.2淹水模式模拟的潮流