湖泊岸线变化对水体污染物输移扩散影响研究

为研究湖泊岸线变化情况对于水体污染物输移扩散的影响作用,选择某市的一个辖区,针对该辖区某湖泊岸线变化实施潮流场数值模拟。选用COD作为水体污染物实施输移扩散模拟,构建COD输移扩散模型。主要考虑6个点源的污染物输入,依据点源排污量分别在大潮与小潮作用的湖泊岸线变化情况下研究不同岸线类型的COD输移扩散情况。在大潮、小潮作用下,COD在修复岸线与自然岸线的输移扩散范围更小,在人工岸线的输移扩散范围大。可以看出,与人工岸线相比,自然岸线和修复岸线可以抑制COD在水体中的扩散范围。

波浪作用下近岸区污染物输移扩散的数学模型及其实验验证

在近岸缓坡浅水海岸,波浪破碎产生沿岸流是近岸海域流场的重要组成部分,它对污染物输移扩散规律的影响重大,在高阶近似抛物化缓坡方程求解大面积波浪场基础上,建立了波浪作用下污染物输移扩散数学模型。计算结果与不同坡度均匀斜坡地形上具有不同波高、周期的规则波及不规则波浪作用下污染物输移扩散实验结果进行了比较,分析了各种因素对波浪作用下沿岸流分布规律影响,所得结论认为地形坡度及入射波高对污染物输移扩散的影响较大,波浪作用将使缓坡海滩上污染物的输移扩散平行岸线方向。

岸线变化对天津近岸海域污染物输移扩散影响研究

应用MIKE21数学模型对天津近岸海域潮流场进行数值模拟,同时考虑天津近岸海域5个典型河口污染物输入的影响,计算了大小潮作用下COD输移扩散范围,并研究了岸线变化对COD输移扩散范围的影响。结果表明,岸线的变化对北塘口及天津港附近COD的输移扩散有较大影响。岸线变化后,大小潮高低潮时刻对应的0.001 mg/L浓度等值线范围均比岸线变化前小。

岸线变化对钦州湾污染物输移扩散的影响

【目的】分析岸线变化对钦州湾污染物输移扩散的影响,为钦州湾岸线开发、海洋环境保护提供科学依据。【方法】在2004-2012年岸线变化的基础上,利用MIKE21数学模型对钦州湾COD扩散进行模拟。【结果】低潮位时COD扩散面积大于高潮位时,小潮期间COD扩散面积大于大潮期间;岸线变化对钦州湾污染物输移扩散有一定影响,岸线变化后,金鼓江口COD扩散面积比岸线变化前稍大,三墩公路与犀牛脚之间COD浓度增量大于2mg/L的区域明显大于岸线变化前。【结论】合理开发利用岸线,对改善钦州湾污染物输运扩散,保护海洋环境具有十分重要的意义。

波浪作用下渤海湾近岸海域污染物的输移扩散规律

用物理模型实验和数学模型计算相结合的方法 ,研究了均匀缓坡岸滩上 ,规则波及不规则波浪作用下形成的沿岸流及其对岸边排放污染物输移扩散的影响。针对渤海湾的地形和主要波浪方向 ,研究了渤海湾主要排污口附近单纯波浪以及波浪、潮流共同作用下近岸海域内流动速度分布与相应污染物输移扩散规律。结果表明 ,在渤海湾近岸海域 (一定范围内 ) ,污染物输移扩散受到波浪作用的影响 ,表现为平行岸线方向。波浪作用使得远离污染物排放口的滩涂受污染的影响增大。

基于自适应网格的急流条件下污染物输运高效高精度模拟

为了高效准确模拟急流条件下突发水污染事件中污染物的输运规律,基于自适应网格技术构建了Godunov格式有限体积模型。模型利用自适应结构网格离散二维浅水控制方程,对水位梯度或污染物浓度梯度较大的区域进行精细网格划分,同时细化干湿边界区域网格。模型采用MUSCL-Hancock方法求解二维浅水控制方程,使模型具有时空二阶精度;利用HLLC格式近似Riemann解计算界面通量,对界面两侧的Riemann变量进行非负重构和局部底部高程修正以确保模型计算的和谐性和稳定性。算例验证表明:自适应网格技术可以自动识别水位梯度或污染物浓度梯度较大的区域以及干湿边界区域并细化该区域网格,保证模型模拟精度的基础上,提升模型模拟效率;该模型能够准确高效地模拟急流条件下污染物的输运过程,适用于突发水污染事件的评估、预警和应急管理。

黄河水污染预警预报模型研发与建设工作启动

为提升应对突发性水污染事件应急处置和预警预报能力，黄河水利委员会日前提出全面启动水污染物输移扩散数学模型建设。目前，黄河水利委员会有关各方正在进行污染物输移规律的深入研究，力急在污染物输移的时间预报和浓度预报等方面有所突破。

河道汛期行洪冲污研究

海河水质呈恶化趋势,尤其是汛期排入的雨污水是海河有机污染的主要来源,利用汛期洪水冲污是改善河道水质的手段之一。依据连续性方程、动量方程、自由表面方程、状态方程和水质输运方程,采用有限差分法,建立海河河道水质模型,模拟海河汛期行洪后,污染物的输移扩散及降解转化过程,研究泄流量与冲污的关系。通过计算海河河道汛期行洪时氨氮、高锰酸盐指数浓度随时间变化情况表明,在不同泄流量下,污染物输移扩散及降解转化速率不同,流量大时,能更快的把污染物送入海河口。

MIKE 21的水质数值模型的应用研究

利用MIKE 21模型软件与其他模型或软件进行耦合,建立水质模型,可以模拟各种水质问题,从而提供解决水环境问题的方法。本文主要介绍了水质模型的发展历史、MIKE 21模型的应用进展、计算原理、MIKE系列软件的关系和使用前景,为MIKE 21水质模型的进一步研究和在国内的推广提供一些参考。

半封闭式港湾防波堤型式对湾内水动力环境的影响研究

受防波堤建设影响,半封闭式港湾往往出现水体交换不畅,自净能力较弱的现象,为研究防波堤不同型式对湾内水动力环境的影响,以珠江河口典型的半封闭式港湾香洲渔港为例,计算分析全闭合式防波堤、不同开口宽度(20、40、60、100 m)的防波堤布置方案下,湾内水体交换条件及污染物输移扩散规律的差异。结果表明:与全闭合式防波堤方案相比,在设置20、40、60、100 m的开口宽度方案下,湾内水体半交换周期分别提高5.0、11.0、14.0、14.5 h。开口40 m以上的方案对水动力改善效果明显优于开口20 m的方案,但开口40、60、100 m的3个方案效果并无明显差异。考虑区域污染源输入的影响,防波堤开口设置方案下,开口附近水域的无机氮浓度增加0.2~0.4 mg/L,将进一步加剧湾内北部区域的无机氮污染压力,而南部区域水环境质量则因湾内水体交换能力加强而有所改善。

连云港市区水环境改善的河网联合调控

以连云港市为例,通过构建一维水动力—水质耦合模型,对连云港市区河网联合调控典型情景进行了模拟,分析了市区主要污染物氨氮在不同初始浓度和引水流量条件下,在河道中输移扩散规律,由此提出了面向水环境改善的连云港市区河网联合调控优化方案建议。为连云港市实现“高质发展、后发先至”提供水环境保障和技术支持。