白沙河平原区地下水资源现状供需平衡分析

利用白沙河含水系统数值模拟模型和白沙河平原区需水预测模型的预测结果，对白沙河平原区水资源现状供需状况进行分析，指出：单纯依靠地下水供水时，缺水率达２０％以上，含水层系统有１／５的面积经常处于疏干状态．这一结果为更好地设计管理方案提供了依据。     

白沙河平原区需水预测

白沙河平原区为青岛市蔬菜基地，农业为主要用水户，根据本区未来菜粮比例进一步提高、城乡生活水平不断提高、乡镇工业迅速发展、节水意识有所提高等特点．设计了包括工业、农业和生活需水的需水预测模型，预测结果表明，工业及生活用水比例将不断提高，农业用水仍占主要地位，但增幅不大。预测结果为管理模型设计提供了信息．     

白沙河地下水资源管理模型

针对白沙河地下水含水层的内部结构和本区开采特点以及已出现的环境问题，建立了地下水资源管理模型，确定了优化开采方案。该管理模型针对本区每年２个管理时段的长度及其开采量均不同的特点，导出了新的响应矩阵的公式。管理模型的建立有助于对该区地下水的合理开采。     

引水工程复杂水流的二、三维嵌套数值模拟

建立宽浅河道与管道水流的二、三维嵌套的数学模型,对基本的控制方程、方程的数值离散格式和求解方法、嵌套连接和初始边界条件等问题进行研究.利用上述方法对某工程实例进行计算,在宽广水域上给出了水力要素的平面分布,在复杂边界强三维流动的计算区域得到其三维运动特性.计算结果与实验资料进行了比较,两者吻合较好,说明嵌套连接的二、三维数学模型是解决某些实际工程问题的一种可靠的和有效的工具.     

海岸系统演变长周期数值模拟研究进展

在人类活动日益频繁及海平面上升等自然环境变化的背景下,研究和预测海岸系统地貌演变正变得越来越重要。长周期数值模型是海岸系统演变研究的一种重要手段,近年来得到了迅速发展和广泛应用。介绍了海岸系统演变的长周期数值模型的计算原理、信息约减和地貌加速等关键技术、时空尺度及其验证方法。详细阐述了不同类型长周期模型在海岸系统演变的过程与机制和长期演变的数值模拟及预测人类活动和自然变化引起的海岸系统长期演变等方面的应用与最新进展,并对长周期模型的发展进行了讨论。     

基于浪流耦合模型的台风浪数值模拟

基于CCMP风场资料,采用无结构网格、浪-流双向实时耦合模型FVCOM-SWAVE,模拟强热带风暴"米雷"在中国近海区域产生的海浪场,将耦合模型模拟的有效波高和平均周期与实测浮标资料进行比对,发现模拟结果的各类误差总体较小,说明耦合模型能够较好地模拟考虑浪流相互作用下中国近海台风浪过程。对比考虑潮汐引起的水位变化与不考虑水位变化情况下对耦合模型模拟结果的影响,发现在近岸区域考虑潮水位情况下的有效波高和平均周期模拟结果周期性特征明显,说明潮汐对耦合模型在近岸处有效波高的模拟影响显著。     

北部湾三维潮流数值模拟

模型以经Sigma坐标变换后具有自由表面的三维非线性Navier-Stokes方程为基本方程,以分裂算子法剖分动量方程,用全隐差分格式求解连续方程得到自由表面,最后计算完整的速度场.此外,采用紊流封闭模型求解垂直方向紊动粘滞系数,准确获得了摩擦影响层的潮流结构.应用本模型计算了北部湾的潮波运动,重现了K₁、M₂分潮潮波系统并揭示了潮流的空间结构特征.     

滨海平原持续开采浅层地下水的环境效应：漳州市宫口半岛群孔抽水试验

群孔抽水试验是查明不同含水层水力联系、评价地下水资源量、模拟地下水实际开采能力的有效技术手段之一。本文选取漳州市宫口半岛南部风海积平原的蔬菜连片种植区为研究对象,利用群孔持续性抽水试验模拟开采地下水时水位和水质的变化规律。结果表明持续性抽水形成水位负值区,群孔抽水时各抽水孔相互干扰,钻孔单位降深涌水量均有下降,降幅13.0%～31.2%。四个抽水孔L5K2-E、L5K2-S、L5K2-W和L5K2-N氯离子浓度分别升高了163.65、93.94、37.77和126.65 mg/L;矿化度分别升高了266.30、65.34、76.44和313.70 mg/L。持续性抽水降落漏斗范围不断扩大,周边地下水不断向抽水孔迁移,引起了显著的环境负面效应。研究结果可为当地合理开发利用地下水资源、保护生态环境提供参考。     

围填海溃堤洪水演进数值模拟

围填海工程建于软土地基上,海堤易产生不规则沉降甚至坍塌,而在高水位期间可能发生溃堤灾害。本文采用HLL逼近Riemann解格式计算界面通量和有限体积法离散控制方程建立了数学模型,对围填海工程溃堤洪水运动进行模拟研究。针对浙南某围填海工程,成功模拟了海塘不同位置发生溃堤时的洪水演进过程:溃堤初始时刻,围区内淹没面积和淹没水深增长迅速,其后洪水推进速度放缓,平均水深则经历下降、快速增长、缓慢增长3个阶段变化;并且南堤溃决事故下同时刻平均水深较东堤溃决时高0.3～0.5m,其洪水灾害性和风险性更高。进一步分析双溃口条件下淹没水深的空间分布及其变化规律可知,洪水完全淹没围填海区仅需要60min,溃堤4h后淹没水深可达1.7m,围区东、南部两股水流迅速交汇将会造成较大的人员伤亡,其他区域居民可有15min以上逃生时间。另外,糙率参数在±15%区间变化下,计算平均水深最大变幅为20%,淹没面积最大变幅为14%。研究成果对于减少溃堤突发事故损失,提高工程建设管理水平具有重要现实意义,可为今后围填海工程的安全设计和风险评估提供技术依据。     

波浪增减水的实用数学模型及其数值模拟

提出了一种模拟近岸区波浪增减水的实用数学模型.首先采用考虑波能损失的抛物型缓坡方程数值模拟波浪破碎引起的波浪复振幅变化,接着根据计算得到的波浪复振幅,采用一种新的辐射应力公式计算辐射应力分量,然后采用深度平均方程计算波浪破碎产生的增减水.采用该模型对规则波和不规则波破碎引起的增减水进行了数值模拟,数值模拟结果与实验结果吻合良好,表明该模型可有效模拟近岸区由于波浪破碎引起的增减水.     

西江河口重金属迁移扩散数值模拟的研究

本文以水体中重金属(包括溶解态和颗粒态)的物理迁移过程为基础,建立重金属迁移扩散的数学模式。模式中考虑悬浮物沉降和再悬浮对水体中重金属浓度的影响,并考虑咸潮活动引起悬浮物的絮凝沉淀作用。计算结果表明,这种潮汐河口区重金属迁移扩散模式基本上是成功的。并以镉为例,说明重金属在西江河口区迁移扩散的特点。     

古冲沟冲积扇体地震反射资料研究

利用地震资料研究古冲沟冲积扇体的反射特征、内部结构、剖面特征和分布特征等问题,研究结果为识别和确认古冲沟冲积扇体油气藏提供依据     

电厂冷却系统对水环境生物影响的数值预测方法研究

分析了冷却系统内热冲击、卷载冲击、化学冲击对生物的致死影响，以及小生物在海水中的运动机制，从而导出小生物迁移运动微分方程和生物损失率控制微分方程，给出了数值求解生物损失率数学模型的方法，并应用该模型预测了海南某电厂冷却系统冲击效应对海洋水环境生物的影响。     

基于台风风场模型的台风浪数值模拟

以CCMP风场资料为背景风场,结合藤田风场模型、Myers风场模型、Jelesnianski风场模型、Holland风场模型,分别构建全新的海面风场.基于非结构三角网格,采用第三代近岸海浪模式SWAN对2011年第5号强热带风暴“米雷”产生的台风浪进行数值模拟.比较SWAN模式模拟的结果和浮标实测数据,发现风场模型能够有效提高台风中心附近3至5倍台风最大风速半径范围内风场和台风浪有效波高的模拟精度.对比4种风场模型对应的台风浪模拟结果,发现Holland风场模型模拟的有效波高与浮标实测值最接近.     

青岛地区玄武岩含水层(体)的开发

研究青岛地区玄武岩地质、水文地质条件,提出玄武岩地下水及其含水层(体)的开发途径:干旱年份尽可能多开采地下水,丰水年份人工回灌以增加水资源可利用量。人工回灌的水源可利用大沽河弃水,通过现有井、钻孔及地下隧道进行。     

6000m深海拖曳系统动力响应计算

本文数值计算了６０００ｍ深海单拖体和双拖体拖曳系统的动态响应，特别是研究了拖船的垂荡运动对拖体定高性的影响。对于双拖体系统，本文对第二拖体在水中的重量、联接两拖体的缆索长度及其在水中重量等因素对第二拖体定高性的影响进行了详细的计算、分析。计算表明，采用双拖体系统可大大提高系统的定高性。     

不规则波折射的数学模型

本文对光易型方向函数中的集中度参数Ｓｍａｘ进行了推算，得到了在不同底坡和入射角情况下，Ｓｍａｘ～ｄ／（Ｌｓ）。的关系曲线，从而较合理地给出了浅水区域的方向谱Ｓ（ｆ，θ）。本文用谱分量的线性迭加法建立了不规则波折射的数值模式，计算了具有各种理论方向谱的不规则波在平行直线状等深线海滩上的折射。其结果得到了不规则波折射系数ｋｓｒ的计算图。将所得的结果与用正弦波求得的值作了比较。另外，本文还探讨了方向谱的分割数与不规则波折射计算精度的关系，并对如何节省计算机时作了研究，从而确定了频率和方向的最佳分割数。