河口地区三维盐水入侵数学模型

采用任意曲线坐标系建立的河口地区三维盐水入侵数学模型 ,应用在长江口水域盐水入侵模拟计算 ,经计算 ,盐水入侵呈现出周期性 ,潮位、流速、盐度计算值与实测值一致 。

长江口盐水入侵数值模型研究

本文利用ECOM模式建立了一个长江口水动力盐度三维数值模型。当水底地形变化比较剧烈时,原ECOM模式中水平扩散项的计算就可能产生虚假的流场和物质输运,所以文中首先对ECOM模式物质输运方程的水平扩散项计算方法进行改进,采用返回z坐标系计算,离散变量利用σ层二次Lagrange插值得到。对于改进方法,文中采用Huang&Spaulding提出的数值试验进行验证,证明此方法大大地提高了水平扩散项的计算精度。改进模型采用长江口实测水文资料进行率定验证,计算和分析了南北槽垂向盐度分布和盐水通量过程,结果表明,模型能较好反映测点盐度变化过程,也能较好地模拟出垂向表底层的盐度差异。

基于FVCOM的虎门水道盐水入侵三维数值模拟

采用不规则网格有限体积近岸海洋三维模型FVCOM(finite volume coastal ocean model),对2001年虎门水道至伶仃洋的盐水入侵现象进行数值模拟,并采用多个站的实测潮位、盐度对模型进行了率定和验证,然后对其水动力特性、盐度的时空变化规律及其垂向分层现象进行分析。结果表明,水位的模型预测值与实测值之间的相关系数达到0.93以上,绝对平均误差小于0.1m;盐度模拟的相对误差能控制在10%以内;大虎站表底层的流向较为一致,盐度表现出明显的分层现象;而漳澎站多次出现表底层流向相反的情况,盐度的垂向混合较充分;文章构建的模型能够较好地模拟盐水入侵的最大距离,虎门水道大潮时入侵距离和强度均大于小潮时,盐水楔活动受潮流强弱变化影响显著。

长江河口盐水入侵数值模拟研究

长江河口盐水入侵一直是困扰上海市工农业生产及生活用水的一个重大问题。文章通过建立"长江口—杭州湾"大范围的二维水流盐度数学模型,在验证的基础上,重点分析了长江口盐水入侵总体格局、北支盐水倒灌、南支盐度分布格局等问题,并指出由于横沙通道的涨落潮流不平衡,北槽会有部分盐水倒灌进入北港;基于数学模型,对北支倒灌盐通量进行了初步计算。

长江口南北支二维氯度数学模型

枯水大潮期间，长江口北支向南支倒灌盐水，使南支河段和黄浦江水质恶化。，多年来这一问题为各界所重视。本文采用二维数学模型模拟了南北支水流和氯度的变化。数学模型经验证以后，计算了封堵北支方案，分析了工程前后含氯度变化情况。封堵北支后，切断了北支向南支倒灌盐水的来源，南支河段含氯度大幅度下降。

三维水动力泥沙输移模型及其在珠江口的应用

为研究河口的泥沙输移规律和最大浑浊带与盐水入侵、咸淡水混合等的关系,本文提出了具有二阶精度、建立在9结点有限单元上的三维水动力及泥沙输移模型,该模型考虑了由水平密度梯度引起的斜压项、引用2.5阶Mellor-Yamada紊流模型耦合计算水流的涡动黏滞性系数与物质的紊动扩散系数。本模型采用破开算子法求解控制方程:用欧拉-拉格朗日法求解水平对流项;用有限元法求解水平扩散项;有限差分法求解垂向扩散项。模型应用于模拟珠江口的泥沙运动,计算域包括整个河口的八大口门,用1998年7月的洪季大潮实测资料进行了潮位、流速及流向、盐度及含沙量等的验证,模型计算结果与实测结果吻合良好。在模型验证的基础上,文中简要讨论了珠江河口的泥沙输移、盐水入侵及最大浑浊带等物理现象。

海平面上升对珠江河口东四口门盐水入侵的影响

利用三维水动力模型EFDC对珠江河口及其邻近海域的水动力过程进行模拟,并利用实测数据验证模型的可靠性。模型模拟结果表明,海平面上升会加剧珠江河口东四口门的盐水入侵,且不同口门对海平面上升的敏感度不同。海平面上升1.0 m时,虎门、蕉门、洪奇沥、横门盐水入侵长度将分别增加21.37、9.64、9.75、4.82 km左右。通过把东四口门上游区域各主要支流在不同海平面上升幅度下的平均盐水入侵长度和对应海平面上升幅度进行线性回归,得到了可靠的线性回归直线。该回归关系可为应对未来海平面上升引起的盐水入侵加剧、水厂选址和取水点选择等问题提供科学依据。

围海造陆条件下排海高温浓盐水对渤海湾温盐场分布影响模拟及预测

自2000年以来围绕渤海湾的围海工程剧增,致使工程区附近潮流场发生变化,进而影响排海高温浓盐水的时空分布特征。本文通过建立2000年和2015年两种不同岸线、地形条件下的三维数学模型对渤海湾沿岸3个电厂高温浓盐水表层排海问题进行模拟,研究结果表明,渤海湾的潮流场和高温浓盐水输移扩散特征在近十几年发生了较大变化:工程后,渤海湾平均盐度增大0.203,平均温度升高了0.105℃,同时曹妃甸附近海域浓盐水输移扩散速度明显增加。增大排放口流量至12.7 m^3/s,湾内最高温度为26.46℃,较2015年最高温度增加了2.72℃。本文模型可准确模拟及预测排海废水盐度、温度分布特征,为合理布置水电联产设备排放口的位置提供理论基础。