胶州湾水交换数值研究

发布时间：2021-04-07 10:55

　　近岸海域水交换是海洋环境科学研究的一个基本命题,研究海域水交换能力是研究海域的物理自净能力,评价和预测海域环境质量的重要指标和手段。交换不畅的水体,由于污染物的持续累积,往往会形成诸如富营养化等问题,胶州湾近年赤潮频发就是一个例证。本文以胶州湾为研究对象,在三维水动力模型的基础上建立一个水质模型,研究胶州湾的水交换规律,为全面落实“环湾保护、拥湾发展”战略部署,改善胶州湾生态环境质量提供科学依据和技术支持。主要工作内容和结论如下：1、在FVCOM模型水动力模块的基础上,利用干湿判断法考虑了潮滩对潮流的影响,建立胶州湾三维变边界水动力模型,通过湾内三个潮流观测站和两个潮汐观测站的观测资料验证了模拟结果的准确性。2、建立了与动力模块相耦合的三维水质模型,模拟了胶州湾2007年CODMn浓度,与前人结论一致,结果表明胶州湾CODMn的浓度分布由湾顶向湾口带状递减,湾内海域CODMn的平均浓度在2mg/l左右。由于墨水河、娄山河、李村河、海泊河和大沽河等河流都位于胶州湾湾顶附近,距离湾口较远,且水流速度偏小,因此这些河口附近海域的CODMn浓度在2mg/l-5mg/l之间,数值相对较大。3、在... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

胶州湾地理位置图

3.1.3三角形网格的设计与有限元方法类似，FVCOM模型将整个计算区域剖分成互不重叠、无结构化的三角网格，如下图3一1所示，每个三角形单元由一个中心、三个节点和三条边组成。整个计算区域的三角形中心和节点的总数目分别用N和M表示，三角形中心的坐标可表示为:{X(i)，Y(i)1，i=l:N.同样，节点的坐标可以表示为:l戈:(j)，乙(j)}，j一l:MH.参工石V戳D

，中声叶其潮间带底部指定的粘性边界层厚度，hB是岸线的高度，屯是计算水位，H是为参考水深，三者关系如下图3一3所示。图3一3水深(H)、海面水位(否)和地形高度(h，)的定义根据上述判断准则，在计算过程中，当某一三角形网格判断为干点后，瞬即定义这个三角形的中心的速度矢量和其三条边上的通量为零，由此将该三角形从通量计算中移除。计算过程中只考虑湿网格的流量，干三角形的边界流量是零，从而保证了流体体积的守恒。对于温盐等通量的计算也采取同样的方法。在一「湿

【参考文献】：
期刊论文
[1]胶州湾近150年来海岸变迁[J]. 周春艳,李广雪,史经昊.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2010(07)
[2]胶州湾水交换及湾口潮余流特征的数值研究[J]. 吕新刚,赵昌,夏长水,乔方利.  海洋学报(中文版). 2010(02)
[3]温州围垦工程对河口水交换能力的影响[J]. 沈林杰,陈道信,黄惠明.  海洋学研究. 2009(04)
[4]基于FVCOM的钦州湾三维潮流数值模拟[J]. 宋德海,鲍献文,朱学明.  热带海洋学报. 2009(02)
[5]不同方式的纳潮量计算比较——以胶州湾2006年秋季小潮为例[J]. 陈红霞,华锋,刘娜,吴志彦.  海洋科学进展. 2009(01)
[6]基于EFDC模型的胶州湾三维潮流数值模拟[J]. 王翠,孙英兰,张学庆.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2008(05)
[7]胶州湾潮汐潮流动边界数值模拟[J]. 吕新刚,乔方利,夏长水.  海洋学报(中文版). 2008(04)
[8]海水交换能力的研究进展[J]. 王宏,陈丕茂,贾晓平,章守宇,唐振朝,余景,陶峰.  南方水产. 2008(02)
[9]半封闭海湾纳潮量的一种直接观测方法[J]. 熊学军,胡筱敏,王冠琳,云升军,赵鸣.  海洋技术. 2007(04)
[10]胶州湾多分潮漫滩数值模拟研究[J]. 高大鲁,魏泽勋,华锋.  海洋科学进展. 2007(02)

博士论文
[1]海湾入海污染物总量控制方法与应用研究[D]. 张燕.中国海洋大学 2007
[2]胶州湾水体交换与营养盐收支过程数值模型研究[D]. 刘哲.中国海洋大学 2004

硕士论文
[1]基于ANN与遗传算法的胶州湾近岸海域水污染总量控制研究[D]. 周蓉蓉.中国海洋大学 2009
[2]M2分潮潮流作用下渤海湾物理自净能力与环境容量的数值研究[D]. 王悦.中国海洋大学 2005



本文编号：3123362