近岸海域沉积物示踪模型及其应用

发布时间：2020-05-28 08:10

【摘要】： 近年来,随着人们环境保护意识的提高,近岸海域的污染排放有所减少,但是对于历史上沉积于底泥中的重金属、PAH和DDT等污染物,由于其难分解、残留时间长,很容易随着底泥的启动造成水体的二次污染,破坏生态环境,甚至危害人类健康。因此研究近岸海域沉积物的迁移扩散规律对于对近海污染的防治有非常重要的意义。 本文首先建立了近岸海域的水动力学模型(包含波浪模型和潮流模型)、污染物迁移扩散模型和泥沙模型,并在此基础上,提出了一种理想示踪剂的概念,建立了沉积物示踪模型。对于波浪模型,首先用经典的实验结果进行了验证,然后根据渤海湾的实测资料对其进行了校正和验证。对于潮流模型,用渤海湾海域实测数据对模型进行了验证,模拟结果与实测结果符合良好。对于泥沙模型,分别计算了潮流单独作用下以及潮流和波浪共同作用下的泥沙浓度分布;根据曹妃甸附近的大潮平均含沙量对纯潮流作用情况做了验证,结果吻合较好;对于风浪天气下的渤海湾含沙量情况,用2000年9月6日和2001年3月8日的渤海湾遥感含沙量分布图进行了验证,尽管在具体数值上有所差别,但模拟的泥沙运动趋势是一致的。各项验证结果表明本文建立的水动力学、对流扩散模型和泥沙数学模型是可靠的,可以支持沉积物示踪模型的运行。 用验证后的水动力模型计算了渤海湾的余流场,通过余流场的特性对沉积物的可能迁移路径进行了分析。然后模拟了释放于渤海湾海域的保守物质的迁移扩散行为,初步得出了保守物质的迁移扩散路径。最后用本文建立的沉积物示踪模型模拟了沉积物的迁移行为,得出了沉积物的迁移扩散的一些基本结论。结果表明:保守物质和沉积物的长期迁移路径与余流的特性是一致的;由于扩散的效应,保守物质和沉积物除随余流迁移外,还不断的向外海扩散;随水深的加大,悬浮泥沙将逐渐下沉,并且不易再次起悬,因此,与保守物质相比,沉积物更难迁移到外海。
【图文】：

图 2-1 空间交错网格系统：地形节点； ：水位点；：流量、流速节点； ：流量方向；0，1，2：（地形）节点标号，，①②单元编号（ n → n+1/2）间步长内，将连续性方程与 x方向动量方程联立进行显式求解。离散为：mnijnijnijnijnijSyqqxpp= + + + + ++,1/2,1/21/21/2,1/2,1/2,/2ζt分别为 x, y方向空间步长和时间步长，下标 i, ， 上 标 n 代 表 时 间 步 长 数 ， 即 n , n+1/21/2) t。整理上式可得：

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【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P736.41

【参考文献】

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本文编号：2684962