第四章 二维流体动力学数值方法

由于海域实际边界的复杂性,也由于运动方程中包含了非线性项,求解十分困难,一般只能采用数值解法。当然,在适定的边界条件和初始条件下,数值求解方程组的方法很多。在实际应用上,目前较为流行的是“有限差分方法”。由于近年来“有限元法”已被广泛采用,因而在本课题的研究中,除主要采用“有限差分法”外,同时也应用了“有限元法”。     

一维水域潮波运动的变浅效应

根据浅水非线性潮波动力学方程，考虑线性变浅的一维水域，采用摄动法求解得到了变浅效应所产生的附加潮彼部分，进而根据所得解的讨论，较详细地揭示了潮波进入浅海后变浅效应的作用下所发生的变化，并得出结论。变浅效应使进入浅海的潮波波速变慢。摩擦效应与变浅效应的相互作用决定了潮被振幅的变化，当变浅效应大于摩擦效应时，潮波振幅增加，且变浅效应越强，潮波振幅增加越大，反之则减小。     

第八章 海洋环境保护工作的对策建议

在遵循经济建设、城乡建设、环境建设同步规划,同步实施、同步发展方针的同时,正确处理开发利用海洋资源与保护海洋环境以及正确处理污染物的防治和合理利用海洋自净能力的关系,是积极有效的海洋污染控制的正确途径。 作为一种探讨,从环境流体动力学的角度出发,根据课题的研究成果,对控制近海环境污染的对策,提出一些看法。     

现场海域水平、铅直扩散系数的推算

本文根据拉格朗日流与欧拉流自相关系数的相似关系和Kullenberg提出的半理论半经验公式,用渤中8号平台1987年1～2月和7～8月的实测资料,分别推算了水平、铅直扩散系数.推算结果表明,研究长时间水平扩散时,把潮流看作湍流,所求的扩散系数实际上是潮流扩散系数,其值在108cm2 /s范围内;研究短时间水平扩散时,把潮流看作平流,用傅里叶变换的长周期合成值从实测值中扣除,所求的扩散系数,可认为是湍流扩散系数,其值在104em2/s范围内.本海域铅直扩散系数值,冬季在3.8～4.2cm2/s范围内;夏季在0.0l～0.75cm2/s范围内.它与国外一些海区和以前文献中的估算值基本一致;它随风速、流的剪切增大而增大;随水柱的稳定度增大而减小;它在跃层处最小,在跃层以上和以下逐渐增大.     

现场海域水平扩散系数的探讨

根据Taylor的扩散理论,按Hay和Pasquill的拉格朗日流与欧拉流自相关函数相似的假定,用实测的长序列欧拉流资料,计算了不同时间尺度的水平扩散系数。     

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     

海上溢油应急反应系统的框架设计

一旦海上发生溢油事故，在一定时期内 ,溢油将对海洋的环境 (海表面及水体 ,甚至于海底沉积物 )产生影响。如果溢油抵岸 ,将污染沿岸海域 ,造成巨大的经济损失（表１给出我国１９９０年以来沿海主要事故溢油 (溢油５０ｔ以上 )情况统计 )。因此 ,一旦发生溢油 ,需要迅速制订应急计划，采取应急措施 ,以减少溢油造成的损害。一些发达国家已经建立了事故溢油影响的预测系统和应急处理机构 ［１］,以有效地组织抗溢油行动。溢油应急反应系统的框架设计是有效地制定应急措施、有效地组织人员、设备进行抗溢油行动的前提。１国外溢油预测系统概况…     

东海沿岸潮致上升流的数值模拟

卫星照片显示东海沿岸存在一条狭长的低温水带，这是上升流将外海深层低温海水带到近岸表层所造成的现象。本文从潮汐因素探讨上升流产生的原因。对东海沿岸海域Ｍ２分潮进行三维潮流数值计算，得出的各层水平余流和垂直余流表明，由于潮汐非线性效应和海底地形的影响，能够在中国东海沿岸产生一条狭长的上升流带。此结果与卫星照片显示的海面低温水域的范围基本一致。此外还计算了在不同风速、风向作用下产生的风生上升流，并与潮致上升流进行了比较     

渤海中部铅直扩散系数的探讨

根据Ｋｕｌｌｅｎｂｅｒｇ的半理论半经验公式，利用渤海中部８号平台的观测资料，选择强风期的２月和弱风期的７月分别代表冬季和夏季，推算了渤海中部海域冬、夏两季的铅直扩散系数。计算结果表明：Ｋｚ值在强风期的２月最大可达５．５ｃｍ２／ｓ；在弱风期的７月跃层中可达０．０２～０．０４ｃｍ２／ｓ。