星湖水动力条件及水质模型的研究I.水动力条件与水环境质量调查

对广东省肇庆市星湖水位、水量平衡、入湖污染源和水质现状进行了 近2年的实测调查，并结合历史资料，分析了星湖水动力特征、水质现状特征和水质变化趋 势。结果表明：星湖水源补给主要是北岭山汇集的雨水和湖面降雨；湖水位主要受人工调节 及降雨的影响，常年变幅不大；湖泊交换系数为1.17；生活污水是主要的污染源，主要的水 环境问题是有机污染和富营养化；最近几年来，总体水质状况变化不大。针对以上 特点，提出了几条治理建议。     

星湖水动力条件及水质模型的研究Ⅰ．水动力条件与水环境质量调查

对广东省肇庆市星湖水位、水量平衡、入湖污染源和水质现状进行了近2年的实测调查，并结合历史资料，分析了星湖水动力特征、水质现状特征和水质变化趋势。结果表明：星湖水源补给主要是北岭山汇集的雨水和湖面降雨；湖水位主要是受人工调节及降雨的影响，常年变幅不大；湖泊交换系数为1．17；生活污水是主要的污染源，主要的水环境问题是有机污染和富营养化；最近几年来，总体水质状况变化不大。针对以上特点，提出了几条治理建议。     

星湖水动力条件及水质模型的研究II.水质模型

根据星湖的湖泊特征和水污染特点 ,建立了包括NH+4- N、NO-2 - N、NO-3- N、CBOD、DO的多元耦合氧平衡模型、P平衡模型以及Chl a -P关系统计模型。模型中的参数采用实验法、经验公式法以及利用实测资料率定等方法进行估值。经实测资料验证 ,模型精度达到基本要求 ,可应用于星湖水质管理的实际工作之中     

星湖水动力条件及水质模型的研究Ⅱ.水质模型

根据星湖的湖泊特征和水污染特点，建立了包括NH4^ N、NO2^-N、NO3^-N、CBOD、DO多元耦合氧平衡模型、P平衡模型以及Cho.a^-P关系统计模型。模型中的参数采用实验法、经验公式法以及利用实测率定等方法进行估值。经实测资料验证，模型精度达到基本要求，可应用于星湖水质管理的实际工作之中。     

广西防城港湾水环境质量现状与石油烃环境容量的初步研究

环境容量是评估海域污染物最高容纳量的一个重要指标,污染物排放量控制指标的合理性取决于项目所在海域的环境容量的正确估算。本文首先根据近年来对防城港湾海水环境质量的现场调查资料,采用单因子指数法对防城港湾的水环境质量现状进行评价和分析,然后,通过模型和模拟对城港湾的水交换周期进行了计算,最后选取水质评价中出现超标的石油烃作为分析因子,采用改进的标准浓度法估算了防城港湾石油烃的环境容量。结果表明,防城港湾的水环境质量状况良好,石油烃环境容量在一、三、四类水质标准下分别为2023t/a、51334t/a、92896t/a。     

渤海生态动力过程的模型研究Ⅰ.模型描述

建立了一个NPZD类型的生物化学模型,并将其与原始方程海流模型(POM)、太阳辐射模型和河流输入模型耦合再现渤海的生态动力过程.模拟的初级生产力与实测值吻合较好;此外,该文还首次全方位地检验了渤海f-ratio的特征,通过与莱州湾的实测值比较,模拟结果也显示了相当的准确度.另外,该文在分析f-ratio变化特征的基础上还揭示硝酸盐和铵盐对渤海浮游植物生长的相对贡献率.     

九龙湾海域整治工程的水动力及水质影响数值研究

对威海九龙湾海域进行二维水动力-谱波和水动力-水质的耦合计算?分析,研究堤防建设工程前后潮流场、波浪场的变化,并对工程导致的水质变化进行数值计算、分析。潮流场的数值计算结果与实测潮位、流速、流向值进行对比,验证了该模型的准确性。计算结果表明,工程建设对海域潮流场的影响主要集中在距工程位置1.3km范围以内海域;工程建设改变了周边的波浪传播方向,使得掩护范围内的水域的波浪作用明显减弱,有利于后方岸滩的保护;施工期所产生悬浮泥沙对海洋环境的影响主要位于施工区1km范围内,其范围以外海域受到的影响不大。     

太湖梅梁湾三维水动力学的研究──Ⅰ.模型的建立及结果分析

建立了一个太湖梅梁湾三线水动力学模型,模拟了框架湾的水平及垂直流场分布。结果表明：（1）表面流场与风向一致,而底层流场与表面流场的方向完全相反,表现为很明显的补偿流;（2）水平流速基本上自表层向下递减,过渡层的流速比表层和底层小;（3）在风场的作用下可产生垂直环流系统,其中在东南风的作用下产生逆时针的垂直环流（由南向北看）,而在西北风的作用下产生顺时针垂直环流;（4）垂直速度自岸边向湖中心递减,其量级远小于水平流速。     

水动力与生态耦合的赤潮藻类生长模型研究

针对近岸海域赤潮藻类生长及分布的特点,将简化了的赤潮藻类模型与水动力学中的对流扩散方程相耦合,建立了一个水动力与生态耦合的赤潮藻类生长的深度模型。模型中用一个积分形式的指数函数模拟了藻类生长过程,用一个一阶线性函数近似模拟了藻类的死亡过程,用藻类浓度的一阶导数项模拟藻类的输运过程,用浓度的二阶导数模拟了藻类的扩散过程,并用高精度的三阶迎风格式对模型进行了数值模拟,结果表明,该模型能正确的反映藻类的生长特点,与实际情况吻合良好。     

黄河口粉质土矿物成分特征及对水动力条件响应的研究

黄河三角洲沿岸水域波浪对潮滩有强烈的扰动作用,滩面沉积物的后期改造直接由水动力条件决定。潮坪上构筑的道路与波浪传播方向近垂直,使得两侧水动力条件迥异。在道路两侧各选典型区域,取样进行X射线衍射物相分析,概略分析潮坪沉积物的矿物成分及含量对水动力条件响应而变化的一些特征,发现了强水动力环境使碎屑矿物含量增大的一些规律,此规律对于表层沉积物更为明显。     

黄河口粉质土矿物成分特征及对水动力条件响应的研究

黄河三角洲潮坪上构筑的道路使得道路两侧水动力条件出现差异。在道路两侧各选典型区域,取样进行X-ray衍射物相分析,概略分析潮坪沉积物的矿物成分及含量对水动力条件响应的变化,发现了强水动力环境使沉积物中碎屑矿物含量增大,黏土矿物含量减小,非均匀性增大的规律,此规律在表层沉积物中更为明显。     

基于水动力ROMS与BOX耦合模型的长江口及邻近水域水通量及水体交换特性

本研究将水动力模型ROMS(regional oceanic modeling system,区域海洋模式系统)与箱式(box)模型结合,详细阐述了长江口及邻近水域四个季节的水通量特征及水体交换特性。研究发现:总的水通量整体受季风控制,季风的作用在于使水体在南北方向上交替输送,而台湾暖流对春夏季底层水南向输运具有重要作用;直接进入123.5°E以东外海区域的水通量很小,而是先从南边界流出研究区域,然后通过海洋环流系统进入外海。在强烈季风下,水体更新依赖于季风方向的水平通量,主要是同层水体而不是表底层水体之间的交换。虽然水体更新时间较长的区域与缺氧区基本一致,但本研究认为该区域底层水体缺氧的本质原因是跃层阻隔了表底层水体之间的交换。     

东海沿岸海区垂直环流及其温盐结构动力过程研究Ⅰ.环流的基本特征

利用三维斜压流体动力学模型,通过对东海沿岸海区冬、夏季的斜压环流及其温盐结构的数值研究,揭示研究海区垂直环流及其温盐结构的动力过程及其成因。垂直环流的模拟结果表明：冬季,沿岸海区的垂直环流以逆时针流动,近表层为向岸流,沿岸为下降流,近表层以下为离岸流,其在外海有明显的上升趋势,沿岸下降流自表层至底层逐渐由强变弱;夏季,沿岸海区的垂直环流以顺时针流动,近表层以下为向岸流,沿岸为上升流,近表层为离岸流,其在外海有明显的下降趋势,沿岸上升流自底层至表层逐渐由弱变强。就整个沿岸海区而论,冬季沿岸下降流和夏季沿岸上升流的强度都随着岸界地形坡度、风速及风向与岸线偏角的变化而变化。沿岸下降流形成的主要原因是由于冬季东北风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致,而沿岸上升流形成的主要原因则是由于夏季西南风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致。     

连云港近岸海域物理自净能力研究及水质预测——Ⅰ.西大堤工程对潮流场的影响

采用有限差分解法,建立了连云港近岸海域二维固定边界和变边界潮流数值模型。分别对现状流场和西大堤建成后的流场进行计算和预测。得出了潮波图,潮流椭圆图,最大流速分布和不同时刻的流场图,计算结果与实测值吻合良好。     

基于CFD的水动力与泥沙输移模型研究及其在海洋海岸工程中的应用

随着海洋、海岸工程日益趋于复杂化,无论是在工程施工还是在设施运营过程中都存在流体-结构物-泥沙相互作用的过程。近年来,计算机技术的飞速发展,为复杂因素影响下的流场及泥沙输移过程的精细化模拟研究提供了必要的技术支撑。本文从计算流体力学的角度出发,总结归纳了目前在海洋、海岸工程中广泛应用的水动力模型和泥沙输移模型。通过梳理各类模型中的湍流模拟方法和泥沙输移模拟方法的特点和适用范围,阐明了现有模型存在的问题及技术挑战,并且从模拟精度及求解效率等方面对流场水动力及泥沙输移过程的数值模型的未来发展趋势做出了合理展望。