Numerical Simulation of Water Exchange Characteristics of the Jiaozhou Bay Based on A Three-Dimensional Lagrangian Model

Based on theory of three-dimensional hydrodynamics,an Euler-Lagrangian particle model is established to study the transport and water exchange capability in the Jiaozhou Bay.The three-dimensional hydrodynamic model,driven by tide and wind,is used to study the effects of wetting and drying of eatuarine intertidal flats by the dry-wet grid technology based on the Estuarine,Coastal and Ocean Model (ECOM).The particle model includes the advection and the diffusion processes,of which the advection process is simulated with a certain method,and the diffusion process is simulated with the random walk method.The effect of the intertidal zone,the turbulent diffusion and the timescales of the water exchange are also discussed.The results show that a moving boundary model can simulate the transport process of the particle in the intertidal zone,where the particles are transported for a longer distance than that of the stationary result.Simulations with and without the turbulent random walk show that the effect of turbulent diffusion is very effective at spreading particles throughout the estuary and speeding up the particle movement.The spatial distribution of residence time is given to quantify the water exchange capability that has very important ramifications to water quality.The effect of wind on the water exchange is also examined and the southeasterly wind in summer tends to block the water exchange near the northeast coast,while the northerly wind in winter speeds up the transport process.These results indicate that the Lagrangian particle model is applicable and has a large potential to help understanding the water exchange capability in estuaries,which can also he useful to simulate the transport process of contaminant.     

基于EFDC模型的胶州湾三维潮流数值模拟

基于环境流体动力学模型(EFDC),采用变边界处理技术,建立了胶州湾三维变边界潮流模型.模型平面采用笛卡尔直角坐标,垂向采用σ坐标变换,利用干湿网格方法模拟胶州湾潮流漫滩过程.研究海域水平流速从表层到底层逐渐衰减,最大流速出现在胶州湾湾口,值为0.98 m·s-1.垂向流速则表现出底层大、表层小的特点,最大流速为30×10-4 m·s-1.模型计算结果与实测资料吻合良好,为潮流数值模拟研究提供了1种新的模型工具.     

胶南东部近岸海域实测海流分析及潮流场数值模拟

基于2005年胶南东部近岸海域的测流资料,分析了该海域的海流、潮流及余流特征,在此基础上,进行了潮流场的数值模拟,展现了M2分潮的潮波系统、潮流椭圆分布、最大流速分布和逐时潮流场。计算结果与实测结果符合良好,较好地反映出该海域M2分潮潮流场时空分布的基本特征。对该海域的水动力状况有了更进一步了解,为胶南近岸海域的环境保护规划的制定提供了科学依据。     

南黄海西部初夏潮致-风生环流的数值模拟

基于有限体积方法的海洋数值模式FVCOM,计算了南黄海西部六月份潮致余流及风生环流,分析了潮致余流、初夏风生环流各自的环流结构,得出六月份该区域风生环流占主导,偏南风的作用较为显著,潮致余流相对较弱。最后将风和潮汐进行耦合计算,得出该区域初夏的环流结构,表层海水大体为由南至北的流动,说明该区域风力为主要驱动力。计算结果与流速及环流实测资料吻合较好,为进一步研究浒苔的漂移轨迹等奠定了动力基础。     

水膜理论在致密低渗透砂岩储层改造中的应用

致密低渗透砂岩储层一般以高含水为特征,其中缚水以水膜和毛管水形式存在。本文针对这些特点,从水膜形成、存在的物理化学机理出发,着重讨论水膜的性质及其对流体渗流的影响,并考虑以减小水膜厚度和改变水膜性质为思想基础进行致密低渗透砂岩储层改造。     

大辽河口存留时间和暴露时间数值模拟

为了研究河口的物质输运机制,采用一个基于有限体积海岸海洋模式(FVCOM)的三维对流-扩散模式对大辽河口5个分区典型径流条件下的存留时间和暴露时间进行计算,得到了示踪物从河道第1次输送至入海河口的时间,以及随后返回河道里往复运动的时间,并据此统计得到回复系数以及表征各个分区之间相互影响的分区暴露时间矩阵。结果显示:潮汐、径流之间的相互作用控制着大辽河口的存留时间;暴露时间与存留时间的变化趋势一致,但大小差别很大,在枯、平、丰水期,暴露时间比存留时间分别多8 d、3 d、1 d;枯水期入海口河段回复系数可以达到0.94,示踪物会在这个区域多次回荡;除了涨急时刻的入海口河段,其他情况下大辽河下游分区对上游分区影响较小。     

胶州湾前湾填海对其水动力影响预测分析

本文采用ECOM-SED模式、算子分裂法和“干、湿”点法建立了胶州湾变边界数值模型。从潮、余流、潮波系统和潮流能几方面预测分析了胶州湾前湾追地对海洋水动力的影响。结果表明,前湾填海对胶州湾的潮波系统影响甚微,振幅和位相的变化都在1％以内。但是在前湾和工程附近海域潮流和余流变化比较大,其他海域的潮流和余流变化不大,潮流流速变化为1％左右,余流流速变化为3．14％～9．16％。填海后,内湾口和外湾口附近潮能通量增加2．6％～5．24％,前湾和工程局部区域潮能通量减小20．21％～87．23％。     

潘谢矿区石盒子组煤系页岩有机质特征及其对含气量的影响

潘谢矿区是安徽省淮南煤田重要的深部煤炭生产矿区,其石炭-二叠系煤系地层具有丰富的天然气资源。应用有机碳、热解、显微组分定量、等温吸附等实验分析数据,对潘谢矿区石盒子组煤系页岩有机质特征与含气量进行研究,并利用梯度下降算法建立了含气量与有机碳含量(TOC)和有机质成熟度(Ro)的多元线性模型。结果表明:潘谢矿区石盒子组煤系页岩TOC较高(平均为1.20%),有机质类型为Ⅲ型,成熟度Ro为0.75%~1.12%,处于成熟阶段,页岩含气量较高(平均为1.93 m 3/t)。多元线性模型表明,煤系页岩TOC和Ro的增加会有利于页岩气生成,但Ro对含气量的影响更为明显。     

降雨和生态补水对李村河污染物输运影响研究

我国北方河流多为季节性河流,水质水量受降雨径流影响显著。近年来,许多河流实施了生态补水措施,研究降雨和生态补水情形下河流的水质水量变化规律,对水资源利用和河流生态修复具有重要的意义。基于城市暴雨径流管理模型(SWMM)和环境流体动力学模型(EFDC),本文研究了青岛市李村河及其流域的水质水量变化规律。结果表明：河流下游,大雨期间COD浓度达到130 mg/L,小雨期间COD浓度达70 mg/L;降雨过程后期,雨水对河流污染有一定的净化作用;雨水和生态补水的汇入导致河流的水体交换加快,物质输运时间缩短,大雨情形下的物质输运时间比小雨情形的缩短约一天。     

辽河口岸线变化对潮不对称影响的研究

受河口地形等因素的影响,潮汐潮流会出现涨落潮不对称现象,这种不对称对河口物质输运过程具有重要的影响.本研究采用流通量偏度和水位不对称度的统计方法研究辽河口岸线变化对潮波变形的影响.结果表明,辽河口潮汐潮流不对称性表现为涨潮主导型,岸线变化导致涨潮历时延长,落潮历时减小,不对称度缩减了0.007~0.071;岸线变化导致涨潮流速减小,落潮流速增大,流通量偏度缩减了0.000~0.248,岸线变化对潮流不对称的影响程度比对潮汐影响的程度大.