ICS13.020.01 CCSZ17DB21 辽宁省地方标准 DB21/T3780—2023 褐潮灾害预警数值模拟分析技术规程 Technicalspecificationforintestinalmicrobiotaanalysisandhealthassessmentof Spottedsea 2023-07-30发布 2023-08-30实施 辽宁省市场监督管理局发布 DB21/T3780—2023 I前  言 本文件按照GB/T1.1—2020《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。 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。 本文件由辽宁省自然资源厅提出并归口。 本文件起草单位：辽宁省海洋水产科学研究院。 本文件主要起草人：王昆，宋伦，艾丛芳，吴金浩，王召会，杜静，姜恒志，邵泽伟，孔芳。 本文件发布实施后，任何单位和个人如有问题和意见建议，均可以通过来电和来函等方式进行反馈， 我们将及时答复并认真处理，根据实际情况依法进行评估及复审。 归口管理部门通讯地址：辽宁省自然资源厅（沈阳市皇姑区北陵大街29号），联系电话： 024-62789175。 文件起草单位通讯地址：辽宁省海洋水产科学研究院（大连市沙河口区黑石礁街50号），联系电话： 0411-84691609。 DB21/T3780—2023 1褐潮灾害预警数值模拟分析技术规程 1范围 本文件规定了有关褐潮灾害预警数值预测分析的术语和定义、方法与技术、数值模拟结果的动态演 示及分析的相关技术要求。 本文件适用于辽宁省管辖海域褐潮灾害预警的数值模拟与分析。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB3097海水水质标准 GB11607渔业水质标准 GB/T12763.2海洋调查规范第2部分：海洋水文观测 GB/T17378.4海洋监测规范第4部分：海水分析 DB21/T2426污染事故影响数值预测分析技术规程 DB21/T2427海洋褐潮监测技术规程 DB21/T2776褐潮损失评估技术规程 DB21/T3033褐潮生态风险评价技术规程 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 褐潮Browntide 即“微微型浮游植物赤潮”，是由海洋中的一些微微型藻类在一定环境条件下暴发性增殖或聚集达 到某一水平，引起水体变色或对海洋中其它生物产生危害的一种生态异常现象。 [来源：DB21/T2427—2015，3.2] 3.2 褐潮灾害Browntidedisaster 每年的5月中下旬至7月下旬，微微型藻类暴发性增殖或聚集，当一升水体中微微型藻类的密度达 到107个及以上时，所诱发的海洋生态灾害。 DB21/T3780—2023 23.3 数值预测分析Numericalpredictionanalysis 采用数值模拟方法，针对特定海域假设某一事件发生后，可能对海洋环境造成的影响进行预测、评 估与分析的过程。 3.4 水动力数值模拟Hydrodynamicnumericalsimulation 将水动力学方面的实际问题抽象成满足其物理特征的数学问题-偏微分方程组来描述，采用合适的 离散方法进行求解的过程。 4方法与技术 4.1方法步骤 针对特定海域，基于褐潮藻类丰度的检测信息，以海域水动力数值模拟结果为背景推动力，在经过 检测验证过的褐潮藻类集中暴发的区域或点位，以呈指数倍增长，即1 0na na ae-= （其中a和n分别代 表粒子个数和时间步，a0代表藻类的初始丰度）的模式释放中性示踪粒子，采用数值模拟的方法模拟粒 子随水动力的漂移扩散分布状况。具体操作步骤如下： a）褐潮灾害预警研究海区的确定； b）褐潮灾害海域水动力状况的数值模拟分析； c）褐潮灾害藻类粒子漂移扩散模拟分析； d）数值模拟结果后处理分析。 4.2褐潮灾害预警研究海区的确定 根据潮波的传播趋势确定粒子漂移扩散所能影响的最大范围，划定褐潮灾害预警研究海区开边界的 位置和宽度。 4.3监测站位的布设 a）实测站位尽可能均匀地覆盖受褐潮灾害影响的海域，所获信息能够代表和反映海域的基本环境 特征； b）重视历史数据，考虑历史站位的延续性； DB21/T3780—2023 3c）对受褐潮灾害影响和人类活动影响显著的区域需加密布设； d）充分考虑海域本身的环境特征和问题，如水动力环境特征、地形地貌特征、水团分布、典型生 态环境等； e）以尽可能少的站位来获取尽可能多的环境信息，但一般水文监测站位不得少于3个，水质监测站 位不得少于9个，布设方法见GB/T12763.2。 4.4海域水文观测与水质指标检测分析 （1）水文动力指标：海流与潮位，观测方法见GB/T12763.2； （2）水质指标：水温、盐度以及营养盐浓度（铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、活性磷酸盐），检测方 法见GB/T17378.4。 4.5应急监测频率和时间 （1）水文动力指标：在大、小潮期海流连续观测的时间长度应不少于25h，至少每h观测一次； （2）水质指标：与水动力同步。 4.6褐潮灾害海域水动力状况的数值模拟分析 4.6.1模型控制方程 不可压缩流体的三维连续性方程和动量方程为： 0zw yv xu=¶¶+¶¶+¶¶………………………………………………………（1） ) ( ) ( ) (1 zu z yu y xu x xpfvdtduv h h ¶¶ ¶¶+¶¶ ¶¶+¶¶ ¶¶+¶¶-= n n nr………………………（2） ) ( ) ( ) (1 zv z yv y xv x ypfudtdvv h h ¶¶ ¶¶+¶¶ ¶¶+¶¶ ¶¶+¶¶--= n n nr……………………（3） gzw z yw y xw x zp dtdwv h h-¶¶ ¶¶+¶¶ ¶¶+¶¶ ¶¶+¶¶-= ) ( ) ( ) (1n n nr……………………（4） 在水深方向上对连续性方程进行积分，可得如下的自由面水位方程为： 0 vdzyudzx tηη hη h= úú ûù êê ëé ¶¶+ úú ûù êê ëé ¶¶+¶¶òò - -….…………………….......................（5） 式中， wvu、、分别为水平 yx、方向和垂直z方向的流速；t为时间； ),,,( tzyxp 为流体微元体上的 DB21/T3780—2023 4压力，即为压强；r为密度；f为柯氏力系数；g为重力加速度；v hnn、分别为水平和垂直方向的紊 动涡粘性系数，采用紊流模型计算；η为水位；zwyvxut dtd ¶¶+¶¶+¶¶+¶¶= 为流体质点的随体导数。 4.6.2初始条件 u(x,y,t0)=u0(x,y)；v(x,y,t0)=v0(x,y)；w(x,y,z,t0)=w0(x,y,z)；η(x,y,t0)=η0(x,y).………………………. （6） 其中，u0、v0、w0、η0分别为初始流速和潮位。在计算开始时，可采用“冷态”启动。 4.6.3边界条件 （1）固壁边界：给定法向流速为零的有滑移边界。 （2）在外海开边界处，给定潮位时间序列文件。可通过以下两种途径来获得： A.利用潮汐表直接查表换算； B.利用潮汐调和分析的方法，即开边界的水位为时间的调和函数： () [ ]k k k km kk g uvtw Hf tyx -++ =å =0 1cos ),,（h ..……………………..............（7） 式中：k—分潮序号； m—分潮个数； kω—各分潮的角速度； Hk、gk—各分潮的振幅和迟角，即分潮调和常数； fk、uk—各分潮的交点因子和迟角修正； 0 k (Vu)+—各分潮的天文初相位。 （3）在自由表面（z=η处），边界条件通过风引起的剪应力来给定： ρτ zuνw x v=¶¶；ρτ zvνw y v=¶¶……………………..……………………...............（8） 式中：w yw xtt、—风剪应力在x、y方向的分量。 （4）在底面（z=-h处），边界条件通过底摩阻来给定： uγzuνBv=¶¶； vγzvνBv=¶¶……………………..……………………………（9） 式中：γB—非负的底摩阻系数。