ECOMSED模型在潮汐水域电厂温排水计算中的应用

以罗源湾内可门电厂取排水工程为例,利用ECOMSED海洋水动力模型,对其水域潮流场和温度场进行了三维数值模拟,模型计算得到的潮位、潮流和温升范围均与电厂运行期间的原体观测资料吻合良好。在此基础上,对电厂已建工程不利工况下温排水的水力热力特性进行了模拟计算,获得了其温升影响范围、垂向温升分布及取水温升。计算结果表明,ECOMSED模型可应用于电厂近区温升预测,能体现冷热水的分层现象。

ECOMSED数学模型研究悬浮物对海洋环境影响

文章利用ECOMSED三维水动力数学模型,对莱州海事工作船码头工程海域潮流进行数值模拟,在潮流模拟验证确的基础上,建立了悬浮物输移、扩散预测模型,预测了在工程基槽开挖、航道和港池疏浚施工过程中引起的悬浮物浓度,给出了悬浮物超标的面积等,从而分析了该扩建工程对海洋水质环境的影响。

ECOMSED三维悬沙扩散数值模型在凤城港航道清淤工程建设中的应用

文章用ECOMSED三维近岸水动力泥沙数学模型对山东烟台凤城港附近海区的潮流场进行了较高分辨率数值模拟,在此基础上进一步建立了凤城港航道清淤工程过程中三维悬沙输运-扩散数学模型。该模型以航道中心为悬沙线源,根据工程过程中连续开挖的特点较好的引入泥沙输入源强,准确地模拟了该航道中连续开挖36小时,工程区域及其周围海域表、中和底层泥沙浓度分布特征及其随时间的变化规律。

基于ECOMSED的非恒定流水域盐水入侵数值模拟

为了研究非恒定流水域盐水入侵后的水流特性,利用ECOMSED三维海洋水动力模型,对该水域的潮流场和盐度场进行了三维数值模拟。模拟结果显示:在水槽弯曲处靠近主流线一侧盐度较高;靠近河口处的盐度纵向变化受潮差影响较大;底层咸水入侵的最远距离远大于表层;盐水分层现象在小潮时相对更为明显。该数学模型基本反映了非恒定流水域的盐水入侵特性,并可用于进一步分析盐分输移的机理以及预测盐度的分布情况。

太湖底泥营养要素动态释放模拟和模型计算

采用太湖湖区底泥,根据环型水槽实验总结了各种扰动强度下太湖底泥的起动、悬浮和营养盐释放规律.环型水槽内水体流速均匀且能够通过控制水槽的转速精确控制水槽的水体流速.通过考察水槽中水体TN、TP浓度的变化,建立起了底泥TN、TP释放率(y)与水体流速大小(x)的定量化关系.根据实验确定的各种参数,采用ECOMSED模型计算模拟,并和太湖实测资料进行了对比,结果较为合理.由于目前太湖的野外监测资料存在较明显的时空不一致性,模型参数率定的精度受到了较大影响,通过室内实验模拟底泥的内源释放对太湖的富营养化治理具有重要意义.

珠江网河水沙分配变化及其对伶仃洋水沙场的影响

采用二维ECOMSED模型对径流来水来沙变化前后的1978年和1999年伶仃洋洪水期水动力场和悬沙场进行模拟，结果表明：伶仃洋水动力场整体增强，但不同地貌单元水动力变化具有明显差异。分流比变化后洪水期伶仃洋西槽、东槽和中滩水动力增强，涨潮和落潮流速普遍增大0．1m／s；西部各口门区和西滩涨潮流势减弱，径流优势更加明显，但西滩三个口门水道及滩面潮沟落潮流速增大约0．1m／s；东滩水动力特征变化不大。悬沙浓度亦整体升高，平均增加了0．02～0．05kg／m^3，悬沙高值区范围扩大，0．10kg／m^3等值线由西槽西侧明显向东推进到沿东槽南北向分布，径流来沙的影响范围东扩。

一次东北季风过程下珠江口磨刀门河口环流研究

根据2003年12月9日至15日的大、中潮同步水文观测资料及江门市斗门县气象局关于风的气象资料,结合Ecomsed三维斜压模型,对东北季风过程下的磨刀门垂向环流进行研究。通过理论分析和模型计算,表明向海的冬季风对河口垂向环流的形成起着重要的作用。风的作用有加强径流效果,加大了表层水体向下游的流动,同时底层水体的上溯使该地区形成了稳定的垂向环流。统计气象资料推断,枯季期间磨刀门水道出现垂向环流现象的时间约占总天数的51%。

夏季长江口外海区域上升流现象的数值研究

基于Blumberg等(1996)的ECOMSED模式,对长江口外海区域夏季的上升流现象进行了数值模拟。模式综合考虑径流,风应力,环流,热通量和M2,S2,K1,O1四个主要分潮的作用,从而提高长江口外海区域上升流模拟的准确性和可靠性,并通过各种控制实验分析了其动力机制,进一步说明本区域影响上升流的主要因子。数值实验表明,长江口外水下河谷的南边(杭州湾口门中心东侧),上升流主要是由向北流动的台湾暖流通过底Ekman效应和陆坡的抬升共同作用产生的。夏季偏南风对长江口外水下河谷西侧上升流的产生有一定影响,但作用不大。此外,潮汐潮流对上升流的产生也起着一定的作用,但在本文关注的上升流区潮作用影响不大。

黄茅海河口沿程异常潮差数值模拟研究

通过一维及ECOMSED二维水动力数值模型,分别计算了黄茅海河口潮波传播中的非线性效应和径流对潮波的影响,以及潮能通量和潮能耗散。计算结果表明:1)在潮汐的高潮和低潮时,非线性效应对潮水位的影响较为明显,且越向上游影响越显著;2)当径流量加大到一定程度时,沿程潮差逐渐向上游减小,而当径流较小时,潮差则沿程增大;3)崖门射流口潮能辐聚,同时单位面积能耗率也最高,沿河道向上游,能通量与能耗率均有所下降,能耗与能通量的共同作用,导致了沿程潮差的变化;4)在一定的潮汐和流量边界条件下,具体的整体和局部河道形态决定了河口能量分布和耗散性质,从而决定了不同河口的动力场的具体特点。

北仑河口水交换能力及物质输运的数值模拟研究

【目的】随着入海污染物的不断增加,北仑河口海域的生态环境保护面临严峻挑战,因此对其水交换能力和物质输运特征进行研究尤为重要。【方法】基于COD调查结果,应用ECOMSED模型模拟北仑河口海域的水交换能力以及夏季与冬季的COD输运特征。【结果】北仑河口海域的水交换半周期为4.5d,水体交换80%的时间约为29d。北仑河口海域夏季两侧的COD浓度比冬季高0.4mg/L,冬季中央区域COD浓度则比夏季高,这一方面与夏季较强的羽状流引起的较强水交换有关,另一方面与该区域冬季存在气旋式涡旋有关。【结论】北仑河口海域的羽状流及环流结构对污染物浓度分布有重要影响。

闽江河口富营养化数值模拟

基于改进的ECOMSED和RCA模型,针对闽江河口的地形特点,引入干湿网格判别法,建立适用于闽江河口的三维水动力水质耦合模型,模拟研究闽江河口的无机氮、无机磷、化学耗氧量和溶解氧等水质要素的浓度分布,并对海水富营养化状况进行评价.结果表明:构建的水质耦合模型能较好地反演闽江河口的水质特征;闽江河口的富营养化指数较高,基本处于重度富营养化状态,且富营养化指数呈现从感潮淡水区向海水区逐渐递减的阶梯状分布;三类主要污染物的表层浓度平面分布均从河口内往东南海域向外海逐渐递减.

泥沙公式在伶仃洋的适应性研究

本文用ECOMSED模型中的三维水动力模块和泥沙模块,模拟了1978年7月21日到23日的水动力和泥沙沉积过程,并与实测资料进行了比较,模拟的结果合理,得到了伶仃洋水域的水动力和泥沙的基本规律。此外,对部分的泥沙沉降概率公式、沉降速度公式和再悬浮通量公式进行了验证和对比,通过误差分析,结果表明,大部分公式在伶仃洋是适用的。

闽江河口三维潮流和余流特征及污染物运动轨迹的数值模拟

基于河口、陆架和海洋沉积物(ECOMSED)模型,将干湿网格判别技术引入潮汐潮流的漫滩过程,建立闽江河口的三维斜压潮流数值模型;开展闽江口潮流、余流的三维动力学特征研究,并基于Lagrangian粒子示踪法进行污染物迁移轨迹的模拟.结果表明:潮流受闽江径流作用影响明显,落潮流速大于涨潮流速;与涨急时相比,落急时的流速呈现明显的分层现象,且随水深的增大而逐渐减小,流速减小的幅度较大;北支水道余流强度大于南支水道;垂向上,表层余流流速大于底层余流流速,表、中层余流以落潮余流为主,而底层余流则以涨潮余流为主.粒子追踪的模拟结果表明:涨憩时刻是较理想的排污时间,梅花水道与川石水道以南沿岸是较理想的排污口位置,表层排放的污染物更容易且更快向闽江河口外迁移.

电厂脱硫酸性废水排放pH数值模拟及其对海水重金属溶出影响

随着越来越多滨海电厂采用海水法烟气脱硫工艺进行烟气脱硫,该工艺排放的低pH废水的生态环境影响越来越受到海洋研究者和有关管理部门的密切关注。文章通过在室内设置5.0～9.0的6组不同的pH,考察各组海水中铬、铜、锌、镍、镉和铅等重金属含量随pH变化的响应规律。结果表明,湛江湾海水中铬、铜、锌、镍、铅等含量随着pH的升高而降低,其中除铜为三次方显著衰减规律外,铬、锌、铅、镍等4元素含量随pH变化均遵循显著的线性衰减响应规律。ECOMSED模型预测结果显示,湛江湾某规划电厂脱硫酸性废水排放导致的水体劣于第三、四类海水水质标准(pH:6.8～8.8,ΔpH>0.2)的海域面积全潮平均为3.63km2,该区水体溶出的各重金属含量较高,但相对于约190km2的湛江湾海域面积而言,影响范围较小。

长江口北支中束窄对其泥沙浓度影响的数值研究

基于ECOMSED模型建立了长江口地区潮流和泥沙输运数值模型。模型验证情况良好,能很好地模拟长江口地区水动力环境和泥沙浓度分布。利用所建模型,对长江口北支中束窄工程实施前后,长江口地区的水动力和泥沙浓度分布进行了模拟。研究结果表明:长江口北支中束窄工程实施之后,北支河道有较大程度的缩窄,北支径口也有较大程度的缩小,导致外海潮流对北支河道的侵入动力减弱,造成潮位降低,河道缩窄也使水流流速有所增加;北支河道内的泥沙浓度也随潮水侵入动力的减弱和潮位的降低而有所降低;北支中束窄工程仅对北支影响较大,南支及口门区域的潮位、流速、泥沙浓度基本不受影响。