基于Delft3D模型对深圳湾近岸海域污染物迁移模拟

以深圳市深圳湾近岸海域为研究对象,基于Delft3D软件,建立深圳湾三维水动力水质耦合模型。利用实测数据对模拟结果进行验证,分析深圳湾海域水质时空变化规律。模拟结果表明,深圳湾内的污染物浓度整体较高,浓度分布受潮汐变化敏感性强,不仅受各污染源点源强与流量的影响,而且受湾内的潮汐动力影响,污染物浓度值总体从湾口向湾顶逐渐增大,浓度梯度由外向内递增。

基于Delft3D模型的三峡航道环保疏浚水质数值模拟研究

以忠县皇华城河段为例,利用Delft3D数学模型对三峡航道环保疏的水质变化进行了数值模拟。结果表明:疏浚工程的进行对河道水质环境影响比较明显,随水流方向污染物质量浓度上升速率变慢,在疏浚点污染物质量浓度上升245 mg/L,疏浚点下方4 km处污染物质量浓度上升约为20 mg/L,河段末端污染物质量浓度上升约为14 mg/L;疏浚工程结束后,河段的水体水质能够较快得到恢复,离疏浚点越近恢复得越快,疏浚结束1 d后污染物质量浓度基本已恢复到本底值,疏浚工程对水环境的影响可以较快得到恢复。

基于Delft3D模型的挟沙水流泥沙输运特征分析

灌渠在农业生产中具有重要作用,渠道引水灌溉是我国主要灌溉形式,引水过程势必会伴随引沙。以塔河灌区输水渠道为研究对象,分析灌渠挟沙水流泥沙输特性。利用Delft3D模型建立二维渠道泥沙输运数学模型,对渠道不同水位、流速、流量下的含沙量进行研究。计算结果表明,塔河灌区输水渠道涨落急流速平均误差小于0.14 m/s,流量峰值误差小于75 m^3/s;灌渠流态合理,含沙量计算误差小于0.02 kg/m^3;渠床冲淤误差为0.023 m,与测量值相差23%,该数学模型可以较好地反映灌渠挟沙水流泥沙输运情况。

基于Delft3D模型的近海水环境质量数值模拟研究

以天津市近岸海域为例,基于Delft3D数学模型,开展了近海水环境质量数值模拟研究。首先,采用Delft3D模型中的Grid模块对研究海域进行网格划分和地形处理;然后,以5个主要陆源入海河口的排污数据作为模拟模型闭边界取值,并根据实测资料设定模型的开边界条件及模型参数;最后,采用Delft3D模型中的水动力模块Flow和水质模块Waq,对5个陆源入海河口处的示踪浮子运动轨迹及近海流场、水质变化规律进行了模拟研究。模拟结果表明:天津市近岸海域的流场基本可分为大沽口以南的逆时针流场和大沽口以北的顺时针流场两大区域,在该流场的驱动下,不同陆源入海河口处排放的污染物有着较为规律的运动轨迹和相应的影响范围,表现出明显的区域性污染特征,模拟分析结果与天津市近岸海域实际情况基本一致,可为天津市近海水环境的区域化管理提供决策支持。

基于Delft3D模拟的城市黑臭水体治理方案评估

随着工农业发展和城市化进程加速,城市水环境质量急剧下降,黑臭水体问题极为严重,已严重制约居民的生活。根据东营L河段的水流特性、水文、污染源的调查资料及水质实测资料,利用Delft3D软件进行模拟,得到水质时空分布,结合水体流动不畅的特征,提出在河段适当位置添加人工湿地,通过人工湿地生态修复黑臭水体,取得了较好的效果。

Delft3D二维水流数学模型在闽江下游潮差、水位及南北港分流比研究中的应用

该文基于Delft3D模型,利用长期观测地形图和实测水文数据建立闽江下游至近海大陆架的二维水流数学模型,分析研究闽江下游潮差、水位及南北港分流比。结果表明:潮波受地形及径流的影响,潮差向上游迅速递减,北港上游潮差相比多年平均值有明显增大趋势;下浦水位已受潮流影响,地形下切是其中一个主要影响因素;下泄流量涨潮时南港是北港的3~4倍,落潮时南港是北港的2~3倍;南北港分流比洪季时约为4∶1,枯季时约为2∶1。建议尽快采取有关措施综合治理闽江下游河道,缓解其冲刷趋势,合理确定闽江南北港分流比。

重庆主城区两江汇流流场数值模拟

基于Delft3D数学模型,采用交错C网格和ADI法对重庆主城区内的长江及嘉陵江汇流流域进行了流场的数值模拟.模型利用实测数据对模拟结果进行了验证,分别对汇流段的水位、流速、流量和示踪浮子的漂浮轨迹进行了研究.结果表明:计算模型及对各项参数的简化可达到精度和可行性要求;菜园坝附近区域可能产生污染物盘桓,朝天门码头和汇流口上游的长江右岸有污染物流向岸边的危险.模拟结果可为两江流域的洪水预报、污染监测、航道管理等提供科学的数据.

通扬运河与泰东河交叉河口航道冲淤数值模拟及工程方案优化

交叉河口淤积影响船舶正常航行,易发生搁浅事故。为充分发挥航道的航运功能,应及时分析碍航原因,制定航道疏浚方案,确保航道通航顺畅与安全。以通扬运河与泰东河交叉河口为研究区域,构建二维Delft 3D水沙模型,结合实测分析其泥沙运动规律与地貌演变特征。基于不同疏浚高程和疏浚边坡设计6个航道尺度方案,并通过模拟分析得到兼顾过往船舶航行安全和疏浚经济成本的优化方案。本研究可为类似交叉河口的航道尺度设计与优化提供借鉴。

二次流对微弯河段水沙输移影响的数值模拟研究

二次流运动是影响弯道内流速、含沙量分布及河床冲淤变形的重要因素。以往二维数学模型很少考虑二次流运动对水沙输移的影响。本文采用Delft3D模型的二维计算模块,通过在水沙输移方程中添加附加应力项来考虑二次流运动的影响,计算了不同流量级时荆江沙市微弯河段的水沙要素分布,并用实测流速和含沙量资料验证了模型的可靠性。在此基础上,详细分析了二次流运动对流速、含沙量分布的影响,以及上游来流量大小与二次流对水沙输移影响程度的关系。最后对水流运动方程中的二次流附加应力项、水面比降项及阻力项的大小进行了量级分析。这些计算结果表明:二次流对水沙输移的影响程度随着来流量的增加而增大,但在微弯河段其影响程度很小。

贝加尔湖典型风况下三维流场数值模拟

采用Delft3D模型,模拟分析了在典型的西北风况下,贝加尔湖的水位变化及三维流场结构。数值计算结果表明：①因贝加尔湖纬度高、面积大,所以科氏力的作用十分明显,致使表层风生流流向偏于风向右侧。②在西北风作用下,湖区出现增减水现象,在湖的北部出现减水而南部产生增水,增减水的幅度范围为-10-15 mm。③风生流场的三维结构明显,湖区水体表层水流主流向由北向南;水体中层在湖的南部形成逆时针的环流,在北部形成顺时针的环流;湖区底部水体在中北部出现补偿流。④湖区横剖面上存在弱的顺时针方向的垂向环流。

波流耦合环境下潮流能水轮机阵列对区域潮流特性影响研究

通过将Delft3D-FLOW和WAVE模块在线耦合,建立斋堂岛海域的三维波流双向耦合模型,并通过动量损失的方式等效模拟潮流能水轮机阵列,以此为基础研究波流耦合环境下潮流能水轮机阵列对区域潮流特性的影响。结果表明:水轮机阵列放置后,区域海域水位变化最大可达约2 cm,流速变化最大可达约0.4 m/s;在波流耦合环境下,沿岸区域以及水流流过水轮机阵列和海峡后的交汇区域水位和流速变化较大,且表层和中层流速变化更为明显,波浪带来的区域潮位变化约为1 cm,表层和中层流速变化约为0.25 m/s。

基于波流耦合分析下的斋堂岛海域潮流特性研究

利用Delft3D FLOW和WAVE模块建立斋堂岛海域的潮流场、波浪场水动力学模型,并通过2个模块在线耦合的方法建立波流双向耦合模型,模拟并分析波流耦合环境下的斋堂岛海域潮流特性;根据波流耦合模型和潮流模型数值模拟的结果,对比分析波流耦合环境下的斋堂岛海域潮流特性变化,同时研究波浪在沿岸不同的空间位置对流速变化的影响。结果表明:斋堂岛海域在离岸位置160~400 m的波浪破碎带区域内,波浪对流速的影响较为明显,且在水深较浅区域影响幅度大于水深较深区域。

斋堂岛海域潮流特性分析与微观选址

利用VBA编程技术提取海图的水深数据建立Delft3D模型,模拟并分析斋堂岛海域潮流特性;根据潮流仿真结果结合FLUX方法进行潮流能发电装置的微观选址,并评估其资源可开发量。结果表明：VBA编程技术提取的水深数据与原数据吻合良好;斋堂岛海域最大潮流速度2.1 m/s,发生在大潮期落潮阶段;斋堂岛南部35.613°N,119.936°E处安放发电装置,该位置资源可开发量可达520 kW。

底泥盐分释放影响下的滨海水库水体盐度变化过程数值模拟

为研究滨海水库大尺度水体盐度时空动态变化,改进了水动力与水环境数值模拟专业模型Delft3D中盐度输运方程的源汇项,对所得的数学模型计算值与理论值和实验值进行对比分析,并验证其合理性。结果表明,将改进后的Delft3D模型应用于拟建滨海水库的盐度变化过程模型,能定量预测不同工况情形下水库底泥盐分释放造成的盐度变化过程。

水沙变化条件下黄河下游连续弯段水流特性研究

小浪底水库建成后,黄河下游水沙条件及边界条件发生了显著变化。在这种新的来水来沙和边界条件下,下游河道河床及河势必定发生新的演变趋势。本文选取黄河下游伟那里至大田楼之间典型连续弯段为研究对象,采用Delft3D数学模型对水沙变化条件下弯曲河道中的水流形态进行模拟。结果表明:纵向垂线平均流速在沿程及沿河宽方向均发生显著变化,且在弯段的不同部位水流形态也不同,此外弯道中边滩和深槽的存在进一步加剧了流速分布的不均匀性,使得流速重新分布;弯道中水动力轴线的变化规律与不同量级的流量密切相关,大流量和小流量时,主流线变化规律有所不同,这对河床演变具有重要影响。

沿海堵港蓄淡水库加快水体淡化措施的研究

兴建堵港蓄淡水库是浙江省沿海解决水资源短缺措施之一。以浙江省玉环县漩门二期堵港蓄淡水库为例,针对库内深潭分布和盐度分布特点确定抽排位置和规模,并采用Delft3D三维模型计算设计水文条件下采取深水泵抽排深潭底部咸水措施后库内水体淡化过程及其效果。计算结果表明,采用深水泵抽排库内深潭底部咸水,3年后库内剩余盐分只有未采用抽排措施的40%,加快了水体淡化过程,缩短了该水库投入供水的时间。

铁山湾内电厂温排水累积热影响数值模拟

为了解铁山湾内已有电厂与新建电厂温排水的叠加累积效应,采用Delft3D水动力模型进行潮流及温度场的数值模拟。通过对模型主要时空参数进行敏感性分析,确定了模拟计算时长为25个潮周期,最小网格尺寸为40 m,时间步长为15 s。流场及温度场计算结果表明:新建电厂投运后,岸线变化导致工程局部区域流场发生改变;1℃温升线与北海电厂重叠,影响范围较北海电厂单独运行增加21 km2;北海电厂取水温升增幅不超过0.4℃。数学模型计算结果与同步开展的物理模型试验结果对比表明,排水口近区两者差异较大,随着温排水远离排水口,两者差异逐渐减小,在1℃温升线附近两者基本相同。

基于LCOE地图的斋堂岛海域潮流能发电站规划选址研究

基于LCOE地图新工具,通过将Delft 3D潮流数值模型与经济参数LCOE相结合,将资源可利用性和经济性结合来进行潮流能发电站的规划选址,并结合LCOE地图参数的变化,对比分析不同参数对潮流能发电成本的影响。结果表明:斋堂岛东南部海域是规划潮流能发电站较为理想的区域;提高功率系数和降低建设成本是降低潮流能发电成本应首先考虑的因素。

黄骅港工程对其海域流场影响的计算分析

利用Delft3D-Flow数学模型,模拟了黄骅港附近海域不同潮型、不同工程状况下的潮流场,在此基础上,分析比较了黄骅港不同时期工程情况下潮流场的主要变化,探讨了二维流场变化对黄骅港港池和外航道回淤的可能影响.研究表明:工程前后黄骅港海域的流场发生了显著的变化,潮流动力条件发生不均衡变化,出现了沿堤流和横流,这些因素都有可能加重黄骅港港池和外航道的回淤.

南京市三汊河河口闸单孔开启水流流态模拟研究

为模拟南京市三汊河河口闸附近水流流态,探究河口闸单孔开启的可行性,采用Delft 3D软件建立大范围水深平均模型和局部三维数学模型,对三汊河河口附近水流流态进行数值模拟,研究最不利水位工况下的水流流态,并确定了闸孔不同运行模式对流速分布的影响范围。进一步地,将河道底面流速与研究范围内泥沙起动速度进行比较,获得了河口闸附近河道冲刷与淤积范围的分布情况。研究成果可为研究河口闸单孔开启提供依据。