巴士海峡水质点运动路径的分布特征

为了探讨巴上海峡东侧的黑潮水是否通过巴士海峡进入南海东北部以及进入后的去向如何，首次采用数值模拟方法跟踪了巴士海峡经向断面网格点水质点冬、夏季的空间运动路径。结果表明，冬、夏季均有西太平洋黑潮水通过巴上海峡经向断面的中、南部进入南海东北部，形成黑潮南海分支。并直“套状”结构，夏季黑潮南海分支的“套状”结构比冬季的明显。冬季，进入南海东北部的黑潮水有部分可到达10．0°N以南的南沙海域。

波浪水质点可视化示踪教学实验装置

将一种能直接观测任意深度处的水质点运动轨迹的示踪装置引入到实验教学中,该装置操作简单方便,在实际实验教学应用中取得了良好的效果。通过受力分析证明了该装置对波浪水质点水平运动轨迹示踪的有效性,并用该装置对规则波和不规则波开展了示踪实验,将示踪粒子实测数据与经典微幅波理论进行分析对比,验证了示踪装置对波浪作用下水质点水平运动示踪的适用性。

波面极大值处水质点水平速度的统计分布

基于Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ提出的线性随机海浪模型，导出了波面极大值处水质点水平速度的统计分布。分布的形式类似于波面极大值的统计分布，其中引入了一个新的谱宽度参量εｕ为１－ｍ２３ｍ２ｍ４１２。当εｕ趋于零时，导出的分布函数为瑞利分布；当εｕ趋于１时，则为正态分布。在窄谱情形下εｕ趋于１２ε，其中ε为１－ｍ２２ｍ０ｍ４１２。

海浪局部频率及波面水质点局部速度的统计分布

根据平稳正态随机过程和Hilbert变换的性质，推导了海浪局部频率及波面水质点局部速度的统计分布，以Pierson－Moscowitz谱为例进行了讨论。本文的结果为解释与海上结构物ringing现象产生有关的海浪事件提供了一种可能的参考依据。

波浪作用下水质点示踪的简易方法研究

由于波浪作用下水质点周期性振荡运动的特性,对其运动轨迹的直接观测一直是比较困难的问题。然而对波浪作用下水质点运动轨迹的直接观测不仅有助于波浪理论的进一步发展,也有助于人们对波浪运动特性的客观理解。为此提出了一种成本极低的新型水质点示踪装置。该装置可直接观测波浪作用下的水质点运动,且结构简单、操作方便、环保安全,不影响水槽展开其他试验。结合系列水槽试验,详细讨论了该装置的工作原理和操作方法。试验结果充分表明,该装置与方法可以完成对不同波浪要素下水槽中任一水质点的示踪,试验数据符合波浪理论规律,证明了该装置的实用性和可靠性。

海水工厂化养鱼多点在线水质监测系统的研究

对海水工厂化养鱼水质监测系统进行了研究 ,开发出一种多点在线水质监测系统 ,该系统集多路数据采集、测量、转换、计算、储存、显示、打印、报警等功能于一体 ,可同时在线监测 6个不同监测点的水质情况 ;对每一个监测点 ,可同时监测其溶解氧、温度、电导率、p H、氧化还原电位、盐度等

南水北调中线工程水质监测站点布设研究

科学合理布设水质监测站点是加强南水北调中线工程对突发水污染事件监控,保障水质安全的重要手段。制定水质监测站点的布设方案受到监测效率与布设成本的约束,同时,监测仪器精度、污染物衰减特性的不确定性等问题也对布设方案产生影响。以中线工程京石段为研究对象,基于一维水质模型,以突发水污染事件漏报率最低、发现时间最短以及监测站点布设成本最小为目标函数,构建水质监测站点布设多目标优化模型对布设方案进行优化,同时结合监测仪器精度对目标函数的影响确定了最优布设方案,在此基础上,分析了污染物衰减特性对最优布设方案的影响。研究结果可为中线工程合理布设水质监测站点提供建议。

水产养殖多点水质监测与传感器清洁装置设计

针对目前水产养殖中在线监测水质传感器成本高,传感器表面藻类及污垢附着影响检测精度等问题,设计了一套集成传感器清洁装置的全自动多点水质监测系统。考虑到水产养殖中水质参数缓变特点,设计包括清洁水槽在内的多水槽水质采样箱,将需要在线监测的水样输送到对应采样箱,由三轴移动平台控制传感器模块切换,实现多点水质循环监测,在清洁水槽中设置清洁毛刷等实现传感器的清洁维护。系统采用PLC为主控制器,完成对传感器、电磁阀、水泵、三轴移动平台等可执行装置的控制。现场人机交互选用MCGS触摸屏,PLC与触摸屏之间通过RS232总线通讯交换数据,实现设备状态监控与测试数据的实时显示、储存、历史信息统计。研究表明,系统运行稳定可靠,操作界面正常,使用清水浸泡、水流冲洗、海绵柔性擦拭相结合的清洗方式,可有效地缓解传感器上藻类及微生物的附着问题,实现水质传感器的自动清洁维护。

阿勒泰地区主要水质采样点氨氮变化分析

氨氮是水体水质好坏衡量的重要指标,对水体中氨氮指标的测定对于保护水质环境具有重要的意义。结合阿勒泰地区两个主要水质采样点的数据,对不同时间尺度氨氮变化趋势进行分析,结果表明:从2000年开始,水质采样点氨氮指标浓度有下降趋势,但下降趋势不明显,夏季由于降水原因,氨氮浓度递减变化,冬季呈现递增变化,其他两个季节氨氮变化总体较为平稳。研究结果为阿勒泰地区水环境保护规划具有重要参考价值。

基于水质督察的供水管网采样点布设方法

水质督察时供水管网采样点的布设是管网水质督察的核心,但影响的因素比较多。本文即在试验研究和国内管网水质变化规律调研的基础上提出基于水质督察的供水管网采样点布设方法与建议:首先应按照供水量、水厂数进行布置,供水量较大水厂布置管网采样点较多,每个水厂对应至少2个管网点;其次要选择一定数量的管网末端采样点,包括城市主干管末端和用户末端;再次要选择一定数量的水力分界线采样点,因为这些区域水质变化比较复杂;然后选择一定数量管材腐蚀较严重的区域采样点,比如铸铁管和镀锌钢管,因为这些管材管龄长、腐蚀严重,继而微生物生长旺盛;最后选择有代表性采样点和特殊点,以便以比较少的采样点反映尽可能多的用水量水质;以上取水处可以选择为商业建筑、公共建筑、民用建筑、直饮水小区入口处等。

PIV技术的几种实现方法

PIV技术是一种基于流场图像互相关分析的二维流场非接触式测试技术。在介绍利用Fourier变换的互相关特性及其快速算法实现PIV技术的基础上,介绍了可提高分析效率的实序列Fourier变换的实现方法,并进而提出了一种更高效的基于Hartley变换的分析法,给出了分离式内核的Hartley变换互相关特性的明确表达式。从算法复杂性理论与实际分析时间两方面对3种方法进行的比较,充分说明了Hartley变换在PIV技术应用中的优越性。

闽江口入海悬沙输运的数值模拟

闽江河口位于福建省东部,本文利用欧拉—拉格朗日差分方法模拟闽江口及附近海域在不同径流下的潮流场,并建立拉格朗日水质点跟踪方法近似模拟了悬沙在海域中的迁移过程.水质点运动轨迹计算结果表明,闽江口悬沙在外海主要向南方或东南方输运,其轨迹呈现螺旋线.在洪峰流量下,悬沙运移距离较远.

波流作用下大尺度圆柱周围局部冲刷深度简化数值模型

利用数模研究了波流共同作用下大尺度孤立圆柱周围的局部冲刷问题.该数模包括波浪场模型、流场模型、剪应力模型和冲淤形态模型.在数值计算中,通过分别求解缓坡方程和浅水环流方程得到波浪场和流场的分布情况,据此计算出水质点的底流速,得到底床剪切应力场的分布情况.可通过底面剪应力与泥沙起动应力的比较来调节底床的地形.计算了不同条件下孤立圆柱附近的局部冲刷情况,据此研究了波高、流速对局部冲刷的影响,发现最大冲刷深度随流速、波高的增大而增长.数模采用有限元方法,结果比较合理.

台风浪对长江口深水航道骤淤的影响研究

概述风暴对长江口航槽短期地形变化的影响和研究现状,将缓坡方程、Boussinesq方程和动谱平衡方程进行分析比较,选择后者做为长江口台风浪数值预报模式。介绍球坐标下动谱平衡方程模型及方程右端源汇项的处理方法,以9912号台风对波浪数值模型进行验证。数值预报EES向20m/s风场下深水航道水域波浪要素:有效波高分布和波浪水质点底部轨迹运动速度分布。由泥沙起动底流速公式得到深水航道水域底沙起动底流速场,根据长江口波浪水质点底部轨迹运动速度的均方根值与泥沙的起动底流速之差的分布场进行骤淤机理分析。结果表明在EES向20m/s风场作用下横沙浅滩和九段沙浅滩的大部分水域底部泥沙将被掀扬至水体,部分泥沙在跨槽水流带动下会进入航道而造成严重淤积。最后提出研究长江口深水航道风暴骤淤问题的进一步工作。

风、浪、流多场耦合作用波浪传播演化机理对比分析

风、波浪与海流在海洋环境中具有强烈的耦合性,准确描述波浪在耦合场中的传播规律尤为重要。为揭示风、流与浪耦合工况的实时演化机理,本文采用Fluent构建数值波浪水池,改进了风-浪耦合边界自由液面处风与水质点速度方向的一致性;在此基础上,研究了各工况波浪传播的时空演化规律并分析了水质点速度分布特性,最终提炼出风、浪、流多场耦合机理。结果表明:提出的改进边界风-浪耦合造波技术具有良好的稳定性和有效性;风-浪耦合后波谷下沉导致二阶Stokes波不再保持“谷坦”特征,浪-流耦合导致波高显著减小、波长变长,并伴随出现波群现象;各工况水质点在水平和竖向速度的相位分布呈现花束状,同时在T0、T4相位分别达到正向、负向加速度极值。

地下水中污染物运动路径的简便解算方法（一）

解算地下水中污染物的运动路径，以估算污染物的分布范围，对于地下水污染的治理和环境保护是十分重要的．本文拟给出一种基于地下水二维渗流模型的水质点运动路径的计算方法．采用这种方法可以简便地分析污染在渗流区内的分布状况．

锦州龙栖湾港区规划水体交换数学模型

根据实测水文资料建立锦州龙栖湾港区工程附近海域的潮流数学模型,对不同规划方案实施后的水质点运动及水交换情况进行研究。研究成果表明,不同方案对港区东侧水质点运动影响不明显,从水质点运动来看以上方案均未表现出明显改善水体交换的效果,特别是离岸方案可能还会加大对近岸位置的污染,潮汐通道的设置对港区及附近水体交换的效果也不明显。综合考虑,原规划方案更适合目前的规划要求。

浪花当空舞 寄托情一片

日本有一幅著名的浮世绘(风俗画)"神奈川海浪里",画的是大海中汹涌澎湃的巨浪,浪花奔腾,一叶扁舟出没在风浪里.苏轼有一首名词《念奴娇·赤壁怀古》,其中有"乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪"的词句.从物理海洋学的角度来分析,上述日本的画和苏轼的词描写的浪花都很准确、也很科学.日本浮世绘里画的是深水中"风浪"的浪花.顾名思义,也就是风吹成的波浪的浪花.

对近岸海浪非势函数、势函数型缓坡方程的初步探讨

针对目前缓坡方程中势函数假设比较多的问题,本文利用二维浅水方程来描述海浪水质点运动的有势假设,采取WKBJ方法推导缓坡方程在缓变地形下的波包方程,对势函数缓坡方程进行修正,以建立更全面更实用的近岸波浪传播计算模式。同时。文中还采用非势函数型模拟波浪传播。