Numerical study of pollutant transport in the sea-bay with mild slope beach

Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｔｈｅｓｅａ－ｂａｙｗｉｔｈｍｉｌｄｓｌｏｐｅｂｅａｃｈＷａｎｇＺｅｌｉａｎｇａｎｄＴａｏＪｉａｎｈｕａ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＤｅｃｅｍｂｅｒ２２,１９９６;ａｃｃｅｐｔｅｄＪａｎｕ...     

Backward Calculation Based on the Advection and Diffusion of Oil Spills on the Sea Surface

Advection and diffusion equation is an effective means of investigating the motional state of oil spills. Common study is based on the known initial and boundary conditions to calculate the equation onwards. Unlike previous works, in this paper we focus on backward calculating advection and diffusion equation, namely, starting computation from the moment when the oil spill is found back to the moment when the incident occurs. Through such a simulation, we hope to trace the track of oil spills …     

Improvement of the one-dimensional Vertical Advection-diffusion Model in Seawater

The classical 1-D vertical advection-diffusion model was improved in this work.The main advantages of the improved model over the previous one are:1) The applicable condition of the 1-D model is made clear in the improved model,in that it is substantively applicable only to a vertical domain on which two end-member water masses are mixing.2) The substitution of parameter f(z) in the equation of the classical 1-D model with end-member fraction f1^z makes the model more precisely and easily solved.3) All the terms in the improved model equation have specific physical meanings,which makes the model easily understood.Practical application of the improved model to predict the vertical profiles of dissovled oxygen and micronutrients in abyssal ocean water of the North Pacific proved that the improvement of the 1-D advection-diffusion model is successful and practicable.     

氯离子在黏土-膨润土屏障中迁移的离心试验研究

将对流-扩散试验装置置于土工离心机中,以50g离心加速度运行12 h,研究了黏土-膨润土混合土样中Cl-的迁移扩散,使用解析解对试验结果进行拟合确定相关参数,分析了试验的相似条件,使用商用软件对离心试验原型进行模拟,与试验结果进行比较,探讨了离心机用于溶质迁移分析的比尺效应,最后通过数值分析研究了试验的黏土-膨润土屏障用于老垃圾填埋场防渗帷幕补强的效果。结果表明,土工离心机试验中,按实际出流量计算的实际孔隙水流速小于临界流速,两试样中的佩克莱数（Pe数）小于临界Pe数,机械弥散的作用可以忽略,试验满足扩散的相似定律;离心机试验所模拟的2.5 m厚衬垫原型,在水头5 m和10 m作用下3.42 a后均未被击穿;常重力下试验土样的渗透系数为8.5×10-8 cm/s,有效扩散系数为7.82×10-7 cm2/s,对试验原型进行的数值模拟表明,n倍重力加速度下,土工离心机可以 尺寸的试样实现对原型的模拟,同时将对流和扩散作用下的溶质迁移时间缩短至原型的 ;试验的黏土-膨润土屏障用于老垃圾填埋场防渗补强,可显著减缓溶质迁移,防渗补强后可满足渗滤液迁移扩散的控制要求。     

缓坡潮间带海湾的污染物输移扩散数值模拟方法研究

采用在缓坡上设置窄缝的方法,处理由于水位变动而导致计算域相应变化的动边界问题,提出了具有动边界功能的二维对流扩散模型的一种新形式,并将污染源作为移动源处理.所提出的方法已应用到渤海湾污染物迁移扩散模拟中,计算结果与实测值吻合良好.     

大气数值预报模式中高度地形追随坐标的设计研究：理论分析与理想试验

采用一种统一的地形追随坐标的形式,对Gal-Chen & Somerville(简称Gal.C.S坐标)、平缓坐标(smoothed level vertical coordinate,简称SLEVE坐标)等几种典型的高度地形追随坐标进行了气压梯度力计算误差影响和二维质量平流试验的理论分析,并与一种新提出的高度地形追随坐标——三角函数平缓坐标(简称COS坐标)进行比较.气压梯度力计算误差分析结果显示,与Gal.C.S坐标相比,单尺度平缓坐标(简称SLEVE1坐标)、双尺度平缓坐标(简称SLEVE2坐标)和COS坐标在减小气压梯度力计算误差上有不同程度的改进,SLEVE2坐标和COS坐标比其他两种坐标更具优势,衰减系数b和坐标转换的雅可比项对减小误差起决定性作用.二维质量平流试验也有类似的结果,与无地形的参考试验结果相比,COS坐标的质量输送计算误差最小,且经优化的COS坐标的质量输送计算误差几乎和参考计算误差完全重合,在4种坐标中最优.     

养殖污水对水环境的影响预测

浙江三门湾宁海下洋涂围垦工程投入养殖后排放的养殖污水将对周边水环境产生的影响预测是该项目环境评价的重要内容。在海湾潮流动力模拟的基础上,建立了污染物对流扩散的数学模型,用以预测养殖污水排放后的扩散范围及强度大小,为环境评价提供科学依椐。     

COHERENS模式在长江口赤潮源推测中的应用

在COHERENS基础上,建立了一个σ坐标下的三维渤海、黄海和东海海域夏季环流数值模式,较好地模拟了夏季渤海、黄海和东海海域的环流系统(黑潮、台湾暖流、对马暖流和长江冲淡水)。在此斜压流场的基础上,进行了拉格朗日颗粒追踪和欧拉输运数值模拟来推测长江口及其邻近海域赤潮高发区的可能赤潮源。提出台湾海峡、福建浙江近海和台湾东北海底存在赤潮的“种子”,它们很可能就是我国长江口赤潮高发区的赤潮源,这仍需现场的海洋调查去证实。数值模拟推测赤潮源是对流-扩散输运方法在海洋生态学领域中的一个新应用。     

基于环境扩散条件的河流宽度分类判别准则

在河流排污引起的污染物扩散计算中,不同河流宽度类别对应不同的移流扩散解析解算式,但缺少具体的河流宽度分类判别准则,给实际应用带来很大困难。按照河流污染物扩散受边界反射影响程度的不同,从移流扩散解析解算式的简化条件出发,提出了宽阔、中宽、窄小的分类方法和定义;根据二维可忽略边界反射的条件和达到全断面均匀混合距离小于等于河流宽度的条件,分别求解了河流宽阔与中宽窄小的分区临界关系线和中宽与窄小的分区临界关系线,提出了相应判据的数学表达式;给出了河流宽阔、中宽、窄小的分类判别准则以及各类别河流移流扩散解析解算式的对应关系。最后指出基于环境扩散条件的河流宽阔、中宽、窄小分区是相对的,对于同一河流在不同水力要素、扩散系数、排污强度和允许浓度升高值等条件下,可以得到不同的分区结果。