胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅰ．胶州湾潮流数值计算

对胶州湾动力过程的研究，采用数值模拟方法还是初次。本文立阐述的潮流计算问题，是污染扩散数值模拟的一部分，即图1粗线矢所示的那部分工作。今后还将讨论细线矢所示的风海流、河川遥流对污染物的运输和扩散过程的影响等课题，以期最终能对胶州湾的物理自净能力作出定量估计，并对环境质量作出预报。图1中虚线矢涉及化学、     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟

潮流和潮余流对海湾和沿岸海域污染物质的迁移和分散所起的重要作用，已为大家所共知。潮余流亦称为潮余环流，它导致湾内的海水循环，促进与外海水的交换。然而，它是欧拉型的。溶解在海水中和以悬浮体形式混合在海水中的污染物质的迁移，与海水质点的运动一样，具有拉格朗日性质。海水质点在潮汐海区内的迁移，     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅱ 污染浓度的计算

文献[1]曾以Leendertse模式对胶州湾的潮流进行了数值计算,在湾口输入主要半日潮,给出了潮位、潮时,特别是潮流及余流的分布。本文在此基础上,在改善了潮流计算的同时,进一步对胶州湾作出了污物输运的数值计算,获得了在特定排污点排污条件下,给出了湾内不同时刻的污物浓度分布,以及湾口排污速度,并对计算结果与实测资料进行了比较。     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅱ污染浓度的计算

[1]曾以Leendertse[2]模式对胶州湾的潮流进行了数值计算，在湾口输入主要半日潮，给出了潮位、潮时，特别是潮流及余流的分布。本文在此基础上，在改善了潮流计算的同时，进一步对胶州湾作出了污物输运的数值计算，获得了在特定排污点排污条件下，给出了湾内不同时刻的污物浓度分布，以及湾口排污速度，并对计算结果与实测资料进行了比较。     

胶州湾环流和污染扩散数值模拟Ⅳ胶州湾变边界模型

胶州湾的潮滩面积约占高潮水域面积的三分之一．因而模拟包括潮滩在内的潮汐运动过程将能更好地重现这一实际的物理现象。为此．本文采用变动边界模型处理潮滩区域．并得到优于固定边界模型的计算结果。     

胶州湾环流和污染扩散数值模拟Ⅳ胶州湾变边界模型

胶州湾的潮滩面积约占高潮水域面积的三分之一,因而模拟包括潮滩在内的潮汐运动过程将能更好地重现这一实际的物理现象。为此,本文采用变动边界模型处理潮滩区域,并得到优于固定边界模型的计算结果。     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅲ.胶州湾拉格朗日余流与污染物质的迁移

潮流和潮余流对海湾和沿岸海域污染物质的迁移和分散所起的重要作用,已为大家所共知。潮余流亦称为潮余环流,它导致湾内的海水循环,促进与外海水的交换。然而,它是欧拉型的。溶解在海水中和以悬浮体形式混合在海水中的污染物质的迁移,与海水质点的运动一样,具有拉格朗日性质。海水质点在潮汐海区内的迁移,并不仅仅与潮余流(不考虑非潮汐引起的常流)有关,这个事实已引起许多研究者的注意。浅水波因速度切变产生水质点的斯托克斯漂移的现象已早为人们所知。根据完全相似的原理,潮流场的速度切变,也同样会导致水质点在一个潮周期后不再回复到原处,而产生拉格朗日漂     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟Ⅴ、胶州湾变空间步长的嵌套模型

在对某一海域的流场进行数值模拟时,尽量提高目标水域的分辨率是普遍追求的目标之一。本文以胶州湾为例,提出了一个大、小网格嵌套的数值模型,并对海域内的防波堤狭长岛屿等视为线边界进行了数值处理,得到了满意的计算结果。     

胶州湾及其邻近海域潮流和污染物扩散的数值模拟

采用曲线网格技术，将ECOMSED模式应用于胶州湾的潮流和污染物COD的稀释扩散研究，建主了一个三维保守污染物COD输运的对流扩散数值模型，对胶州湾M2分潮和COD污染状况进行了模拟。结果表明，胶州湾及其附近海域存在许多大小、强弱和旋转方向不同的余流涡；湾内COD浓度东部比西部高，湾口外的COD浓度等值线成舌状分布，向东伸展；余流和COD浓度垂向分布差异并不显。模拟结果与胶州湾的实测资料符合较好。     

渤海潮流污染扩散的数值模拟

近十几年来,由于环境保护和管理的迫切需要和电子计算机的迅猛发展,污染扩散的数值研究获得重大的进展.国外不少学者曾做过自然水域的污染扩散数值研究,他们所建立的模型从一维定常解扩展到二维非定常解.目前鉴于三维流动模型仍很不完善,现行的模型大多数限于二维单层的或者分层的.模拟的污染指标,由保守性物质扩充到非保守性物质.在以往研究成果的基础上,环境数值模拟方法逐渐进入实用阶段.     

胶州湾潮流场的示踪粒子数值模拟研究

本文采用直角坐标系统,矩形网格技术,将ECOMSED模式应用于胶州湾内粒子运动轨迹模拟试验。在ECOMSED模式三维水动力模块基础上,启用保守粒子的示踪模型,模拟粒子在湾内的运动轨迹,得到胶州湾排污口污染物在湾内表、中、底3层的运动路径,从而为排污口选址和陆源污染治理方案提供环境依据,以达到使湾内及附近海域受污染最低的目的。通过模拟获得了胶州湾及其附近海域三维潮流水平与垂向分布结构,以及此海域的若干个流涡的水平分布状况。粒子示踪的模拟结果表明,粒子的运动轨迹与湾内流速流向相一致,即示踪粒子的运动轨迹与湾内流场有关,此外也受到粒子释放时刻的影响,高潮时释放的粒子更容易向湾外漂移,利于污染物的输运。     

深圳湾海域环境容量及污染总量控制研究——Ⅰ.潮汐、潮流数值模拟

基于美国普林斯顿大学的POM(Princeton Ocean Model)模型,将干湿网格技术引入到模型中,利用模型的外模式(二维)对深圳湾海域的潮汐、潮流和余流进行了数值模拟研究。模拟结果与实测值吻合较好。计算结果表明:深圳湾海域属不正规半日潮,水平潮流具有明显的往复流性质,主要呈西南—东北走向;落潮流速略大于涨潮流速;受地形及陆地河流径流的影响,湾中到湾口及航道附近流速较大,湾顶和靠近香港的滩涂部分流速较小;深圳湾余流场较弱,余流流向指向湾外;整个深圳湾水交换较弱,海域自净能力较差。     

沿岸海域三维斜压场的数值模拟——Ⅰ、渤海潮流数值计算

本文建立了渤海海域三维斜压场潮流模型。该模型考虑了热、盐效应及密度的空间变化,引入了计算网格无法分辨的湍运动能量,并以M_2分潮为例进行了计算,与实测值比较,获得了比较满意的结果。并对潮致欧拉余流垂直分量的空间变化进行了探讨。     

大连湾潮流及污染物扩散的数值模拟

本文用差分有限元法对大连湾的潮流场及污染物扩散的浓度场做了数值模拟,其结果对环境评价提供了有益的依据。     

福建沿岸上升流数值研究 Ⅰ.台湾海峡潮汐、潮流的数值模拟

台湾海峡内的潮运动是相当强烈和复杂的,一方面由于自海峡外传入的两支太平洋潮波在海峡内传播、相汇,形成强烈的潮运动;另一方面海峡内地形的复杂和岸线的曲折又使海峡内潮汐、潮流的分布变得特别复杂。自80年代以来,国内学者对海峡内的潮汐、潮流进行了不少研究(丁文兰,1983;方国洪等,1985;叶安乐等,1985,1986;李立等,1990；陈新忠,1983;郑文振等,1982),并获得了有价值的成果。但是,他们对海峡内潮运动的过程、性质等尚有许多不同的看法。例如,关于M2分潮最大流速同潮时线的分布状况,以上学者的结论各不相同,有的甚至差异很大。对海峡内M2分潮最大流速同潮时线聚点(即圆流点)的问题也有两种观点。关于潮流分布状况,由于实测流资料缺乏,尽管已有的研究在潮流极值区的出现位置上基本达成共识,但在潮流流速量值的大小问题上仍有诸多分歧。 鉴于上述研究现状,为了对海峡内潮汐、潮流的分布状况有更准确、细致的认识,以便弄清海峡内潮过程在上升流形成过程中的作用,本文在已有研究的基础上,重新对台湾海峡内的潮汐、潮流作了数值计算。我们将讨论的重点放在以往研究中有争议的问题上,依据计算结果并结合实测资料提出我们的见解。     

渤海潮混合数值模拟——Ⅲ.渤海污染物潮扩散的数值计算

长期以来,人们直接或间接地把海洋作为处理废物的垃圾箱,大量的污染物质直接或间接地注入海洋,使海洋受到污染,致使水产资源遭到破坏,影响人体健康。 渤海为我国内陆海湾。在渤海周围,每年都有大量的工业、农业和民用污染物被排放到海湾内。研究排放到渤海污染物的分布规律是制定排放措施的依据之一,也是开展环境质量评价和预报的重要手段。因此,研究渤海污染物扩散分布规律,对保护海洋环境非