河口水域盐水入侵的试验研究和数值模拟

发布时间：2022-02-21 06:34

　　在河流入海口附近,由于上游淡水与外海盐水相互作用便形成了盐淡水交汇水域。该水域内的水体在密度差的影响下出现不同程度的分层现象。有时盐淡水之间形成明显的交界面,盐水成“楔形”插入淡水底层,并随潮汐的涨落而变化。盐水入侵影响河口附近的水动力特性、泥沙输运及废热、污水扩散稀释过程等,严重时会对生活用水、工农业用水以及淡水生物养殖等构成威胁。所以研究盐水入侵及其运动规律具有一定学术意义和应用价值。本文通过物理模型试验,研究非恒定流情况下盐淡水交汇水域盐水楔的运动规律,分析盐淡水分层强度和淡水径流量、水深、潮差、外海盐度等参数之间的相互关系,揭示主要相关参数的变化规律,并采用ECOMSED模式对盐水入侵河道内盐度分布情况进行了三维数值模拟。本文主要研究内容包括:（1）通过大量文献阅读,对国内外河口水域盐水入侵的研究方法、研究现状以及影响盐水入侵的因素有了较全面的了解。（2）进行了物理模型试验的规划设计、盐度测点的布置、设备的安装调试以及盐度探头的率定和校正等试验前期工作。通过物理模型试验定量地分析各因素对盐水入侵的影响。（3）进行不同上游淡水径流量（0.51s/、11s/、21/S）、平均水深（... 

【文章来源】：太原理工大学山西省211工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 盐水入侵现象及其研究方法
        1.2.1 盐水入侵现象
        1.2.2 盐水入侵的研究方法
        1.2.3 河口海岸水动力学模型
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外关于盐水入侵的研究
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文研究的任务
第二章 河口水域盐水入侵的物理模型试验简介
    2,1 模型相似条件
    2.2 模型布置
    2.3 试验设备
        2.3.1 潮控系统
        2.3.2 测量系统
        2.3.3上游供水
    2.4 试验组次安排
    2.5 试验过程简介
第三章 河口水域盐水入侵特性分析
    3.1 盐淡水分层特性
        3.1.1 上、中、下游盐度随涨落潮变化
        3.1.2 垂向盐度分布
        3.1.3 水平盐度分布
    3.2 影响盐淡水分层特性的因素分析
第四章 河口水域盐水入侵的数值模拟
    4.1 ECOMSED模型控制方程
        4.1.1 笛卡尔坐标系下三维数学模型基本方程
        4.1.2 σ坐标系下三维数学模型
        4.1.3 正交曲线坐标下的三维数学模型
    4.2 初始条件和边界条件
        4.2.1 初始条件
        4.2.2 边界条件
    4.3 ECOMSED模型数值方法
        4.3.1 网格布置
        4.3.2 稳定性分析
    4.4 主要输入、输出文件介绍
        4.4.1 输入文件
        4.4.2 输出文件
    4.5 细节问题
        4.5.1 计算区域网格划分
        4.5.2 工况选择
        4.5.3 边界条件设置
    4.6 数模结果
        4.6.1 潮位对比
        4.6.2 典型测点盐度过程线对比
        4.6.3 S1-S9测点处涨憩时刻盐度垂向分布
        4.6.4 数模与物模典型位置垂向分布比较
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及参加的工程项目
附表



本文编号：3636693