基于WWATCH模式和高度计数据的几内亚湾海域海浪的数值计算

我国与非洲国家的经济往来和能源合作日益密切,研究几内亚湾及其附近海域海浪特点对此具有重要意义。将第三代海浪数值模式WWATCH模式应用于几内亚湾及其附近海域,以美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析风场资料作为模式输入,对该海域2004年的海浪场进行了数值计算。利用计算结果分析了2004年2月和8月几内亚湾及附近海域的海浪特点,将模式计算的有效波高与Topex/Poseidon高度计观测的有效波高进行对比,结果表明,模式有效波高的大小和变化趋势与T/P高度计有效波高具有良好的一致性,其中在深海海域计算效果好于浅海海域。     

县级海域生态环境质量评价技术方法研究 ——以普陀区海域为例

文章构建了县级海域生态环境质量评价指标体系,建立了县级海域环境质量系数计算模型、县级海域生态质量系数计算模型以及县级海域生态环境质量综合评价模型,定义了县级海域生态环境质量评价流程。以普陀区海域为例,对县级海域生态环境质量进行综合评价,并针对关键问题和主要影响因素,提出实而可行的合理化建议,以及改善县级海域生态环境质量的长效机制。     

基于数值模拟的渤海海域地震海啸危险性定量化研究

根据地震海啸产生的条件,结合渤海海域的地形特征、地质构造、地震学特征和历史地震及海啸记录对渤海海域潜在的地震海啸进行了数值模拟研究。分析了渤海可能引发地震海啸的震源区域,讨论了渤海发生海啸灾害的可能性。文中通过数值模拟再现了渤海历史上几次规模较大的地震事件可能引发的海啸情景,研究分析了可能的地震海啸在渤海及周边海域的传播过程及波动特征.地震海啸传播模型采用基于四叉树原理的自适应网格加密技术,有效解决了局部分辨率与计算效率之间的矛盾。数值计算包括地震海啸产生及传播过程。利用该模型对渤海潜在的地震海啸进行了数值计算,基于数值计算结果定量阐述了渤海海域潜在地震海啸对渤海局部岸段及北黄海沿岸的影响,给出了渤海可能地震海啸危险性划分;研究结果将为我国海啸危险性分析和海啸预警技术研究工作提供技术支持。     

烟台北部近岸海域水质(COD及油类)预测

在该海域潮流数值计算的基础上,用二维乎流—扩散模型对烟台北部近岸海域进行了COD(化学耗氧量)及油类污染的数值计算,并对1995年和2000年两个年代的水质状况进行了预测。给出了该海区未来10年内海水水质状况的发展趋势。     

大规模多岛屿海域潮流场的数值模拟

本文提出了一种系统地分析大规模多岛屿海域潮流场的数值模拟方法,以及只有有限代表点位的计算区域内的潮汐和潮流资料的分析方法。建立了适用于复杂的多岛屿海域上平面二维潮波数值计算模型的选择及网格自动剖分方法。通过对长海县长山群岛海域潮流场的模拟,验证了此方法在计算规模大而又要求局部分辨率高的潮流场时,该方法效率高,经济合理,灵活方便。     

近海海域污染源的合理布局

针对近海海域污染源合理布局问题建立数学模型,论述解的存在性,构造了优化计算方法,对实际海域进行数值计算,通过优化前后海域污染程序的对比,验证了数学模型与算法的正确性与实用性。     

海域使用金征收的理论依据及评估方法

我国有着辽阔的海域及其资源与环境,为合理、有效地开发利用海域,我国建立了海域使用权制度,并通过征收海域使用金的方式对海域资源进行管理。文章分析了海域使用金征收的理论依据,论证了我国的海洋资源、海域利用方式及海域资源的特点,并以此作为海域使用金的征收依据。从海域资源是自然资源的一种这一角度出发,建立了机会成本法、海域资源破坏损失估算法、市场价值法、恢复费用估算法和影子工程法五种评估方法,为基于行政管理配置和市场配置的海域管理体制提供了计算依据。     

海域使用面积测量精度的探讨

讨论了海域使用面积的计算方法以及海域使用面积测量的误差来源,分析了海域使用面积测量的精度,并给出了实例分析;根据实例分析,建议提高《海籍调查规范》中对离岸的界址点精度要求,建议大范围面积测量的面积计算在椭球面上计算。     

连云港港口海域污染物总量控制研究

通过对连云港港口海域水质现状监测评价,发现了该海域的污染状况和主要污染物。在对污染源调查分析基础上,利用建立的港口海域潮流数值模型、浓度模型,计算了港口海域各个排污口CODCr的总量控制目标,并提出港口海域不同时期污染物控制规划,对解决港口海域的环境污染问题有很强的针对性和可操作性。     

舟山海域潮流能资源评估

利用MIKE 21Flow Model_FM HD模块搭建包括杭州湾在内的整个舟山海域水动力模型,利用实测资料验证模型,验证结果表明,模型计算值与实测值吻合较好。由此表明,所建模型能够正确反映舟山海域的潮流特征。然后计算2014年舟山海域的潮流场,统计出舟山海域的潮流能平均功率密度和空间分布特征。计算出10个特征断面上潮流能资源理论蕴藏量约为250万kW,对舟山海域潮流能开发利用具有一定的参考价值。     

胶州湾北部近岸海域水质预测

在胶州湾海域已建潮流场的基础上,物质输运方程的控制下,建立了入海污染物(COD)对流-扩散数值模型,预测了上马污水处理厂建成以后,在正常运行和事故情况下,胶州湾北部海域的水质状况。从而了解有关污染物入海后对相应海域水质的影响程度和范围。     

潮汐流动中污染物排放的一种远区计算模型

本文建立了一个适合于潮汐流动中污染物排放的远区动态平面二维数值计算模型。该模型的计算特点是将流场和浓度场分开计算，即所谓“非耦合解”，运用有限节点法计算了流场，用改进的有限节点法计算了浓度场。该模型应用于长江大厂镇江段，其计算出的流场和该江段典型污染物Ｆ－的浓度场与实测一致，在此基础上，用设计潮计算了一个污水排江方案，确定了其影响范围     

赤潮藻类温度生态幅的定量表达模型研究

首先在Moisan的温度和比生长率关系基础上,依据Shelford耐受性定律,建立了赤潮藻类温度生态幅(最适温度、适温范围、耐受范围)的定量表达模型。同时,依据此模型可定量导出赤潮藻类的生物学零度。其次,结合实验培养数据,建立了东海原甲藻比生长率的温度响应模式,并利用研究结果定量得到该藻种的温度生态幅,这与已有的实验研究和现场监测结果有较好的一致性。     

胶州湾海域COD浓度场数值计算应用研究

ＣＯＤ作为有机污染物，是影响近海海域水质的主要指标之一，本文采用分步杂交数值计算方法，在模拟计算了胶州湾海域Ｍ２分潮潮流场的基础上，根据胶州湾沿岸青岛市排污口的ＣＯＤ排放量，对胶州湾海域中的ＣＯＤ浓度分布作了数值计算对基未来的水质状况作了预测。     

A Numerical Model for Mixing Areas of Pollutant Discharging into Tidal Flows

- A combined numerical model for computing mixing areas of pollution vertical jet discharging into tidal flows has been developed. This numerical model is composed of a 2-D depth-averaged dynamic far-field numerical model and a 2-D vertical dynamic near-field numerical model. The former uses finite node method to compute velocity, and improved finite node method to compute pollutant concentration distribution; the latter is a k-e turbulence model, and uses SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) method to compute velocity. At the same time, the former provides boundary conditions for the latter. This model can simulate both far- field pollutant concentration distribution and near-field vertical recirculation quickly and precisely. This model has been verified by measured data of pollutant F of the Dachang reach of the Changjing River and test data presented by Chen el al. (1992). On the basis of verification, the authors use a designed hydrograph to compute this mixing area for a cer     

热带气旋风场的一种数值计算模式

利用动力学方程组，并对其中垂直梯度项和垂直扩散项进行了参数化处理。利用每日４次的地面天气图资料和台风年鉴中台风中心位置资料，采用数值计算方法对热带气旋及其环境场进行数值计算模拟。计算结果表明，用本模式得到的热带气旋风场及其周围的环境风场比利用公式法得到的风场更为合理。     

Evolution of waves and currents over a submerged laboratory shoal

The vertically-integrated effect of interaction between waves and wave-induced currents on wave transformation over a submerged elliptic shoal was investigated based on numerical simulations of the Vincent and Briggs experiment [Vincent, C.L., Briggs, M.J., 1989. Refraction- diffraction of irregular waves over a mound. Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, 115(2), pp. 269–284.]. The numerical simulations were performed using two numerical wave-current model systems: one, a combination of the wave model SWAN and the current model SHORECIRC, and the other, a combination of the wave model REF/DIF and the same current model. A time-dependent, phase-resolving wave and current model, FUNWAVE, was also utilized to simulate the experiment. In the simulations, the developed wave-induced currents defocused waves behind the shoal and brought on a wave shadow zone that showed relatively low wave height distributions. For the breaking case of monochromatic waves, the wave heights computed using FUNWAVE showed good agreement with the measurements and the resulting wave-induced currents showed a jet-like velocity distribution in transverse direction. And the computed results of the two model combinations agreed better with the measurements than the computed results obtained by neglecting wave-current interaction. However, it was found that for the case in which transverse interference pattern caused by refracted waves was strong, REF/DIF-SHORECIRC did not correctly evaluate radiation stresses, the gradients of which generate wave-induced currents. SWAN-SHORECIRC, which cannot deal with the interference patterns, predicted a jet-like wave-induced current. For breaking random wave cases, the computed results of the two model combinations and FUNWAVE agreed well with the measurements. The agreements indicate that it is necessary to take into account the effect of wave-induced current on wave refraction when wave breaking occurs over a submerged shoal.     

Wave decomposition phenomenon and spectrum evolution over submerged bars

Wave decomposition phenomenon and spectrum evolution over submerged bars are investigated by a previously developed numerical model. First, the computed free surface displacements of regular waves at various locations are compared with the available experimental data to confirm the validity of the numerical model, and satisfactory agreements are obtained. In addition, variations of decomposition characteristics with incident wave parameters and the change of energy spectrum for regular waves are also studied. Then the spectrum evolution of irregular waves over submerged bars, as well as the influence of incident peak wave period and the steepness of the front slope of the bar on spectrum evolution, is investigated. Wave decomposition and spectral shape are found to be significantly influenced by the incident wave conditions. When the upslope of the bar becomes 1:2, the length of the slope becomes shorter and will not benefit the generation of high frequency energy, so spectrum evolution is not significant.     

大尺度圆柱墩群周围的波流场的数值模拟

本文对波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围的波流场进行了数值研究。利用波浪弥散关系的迭代计算求得波向与流向的夹角以及波浪的相对频率。流场通过求解浅水环流方程得到,波浪场通过求解含流的缓坡方程得到,通过二者的迭代计算得到大尺度圆柱墩群周围的波流场的耦合解。用有限元法建立了数值模型,并将本文的计算数据与试验数据以及其他学者计算数据进行了比较,结果较为合理。     

Three-dimensional Motion of Multichain-Buoy Mooring System in shallow Water and Survival Conditions

An engineering numerical model for three-dimensional motion of multichain-buoy mooringsystem in shallow water and survival condition is given in this paper.Shooting-aim method is employedfor solving the dynamic equations of chain system in order to match the computation of buoy motion.Theresponses of buoy and chain have been computed for different wind-wave-current directions and differentrigidity of chain.The results show that the present numerical model is reasonable.