基于Delft3D模型的深圳湾水动力水质模拟

发布时间：2021-05-19 00:01

　　深圳市作为我国改革开放的窗口城市,在过去的四十年里经济得到了飞速发展,人口急剧膨胀,随之而来的资源及环境问题也日益突出,深圳湾作为深圳海域的一部分,受深圳市和香港政府同时管理,根据过去的监测资料来看,深圳湾常年水质较差,连续多年处于国家IV类水质标准,如何有效解决深圳湾的水环境问题已经迫在眉睫。本文面对深圳湾的水环境问题,基于国际知名水动力模型软件Delft3D,建立了深圳湾三维水动力水质耦合模型,水动力模型方面,在搜集到实测资料的基础上,本文验证了水位、水温、盐度。从水位的模拟结果发现,该水动力模型在能够较好的反映出深圳湾的潮汐特征,涨潮时海水淹没湾顶,退潮时湾顶潮滩干出。温度和盐度的验证结果也比较准确。在水动力模型验证的基础上,本文建立了深圳湾水动力水质耦合模型,验证了深圳湾2010年的溶解氧浓度、氨氮浓度和生化需氧量浓度,验证结果良好,并在此基础上分析了溶解氧、氨氮和生化需氧量的年均平面分布和季节变化,结果显示河口处的溶解氧浓度的年均值为4～5mg/L,其它区域分布较为平均,都保持在5～6mg/L,一年内的四个季度没有明显变化,整体偏低,氨氮和BOD在河口处的年均浓度明显高于其它... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 水动力模型研究进展
        1.2.2 水质模型研究进展
    1.3 主要研究内容及研究路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究路线
2 研究区域概况
    2.1 深圳湾自然气候情况
        2.1.1 地理概况
        2.1.2 气候情况
        2.1.3 集水区域
        2.1.4 水环境现状
    2.2 实测数据来源
3 Delft3D模型计算原理
    3.1 水动力模型部分
        3.1.1 近似假定
        3.1.2 直角坐标系下的控制方程推导
        3.1.3 sigma坐标系与曲线坐标系
        3.1.4 Delft3D的控制方程
    3.2 水质模型部分
        3.2.1 对流-扩散-反应方程的推导
        3.2.2 模拟方法
    3.3 数值离散和求解方法
        3.3.1 有限差分
        3.3.2 隐式求解
        3.3.3 ADI交替隐式求解方法
    3.4 计算原理小结
4 模型的建模与验证
    4.1 水动力模型的建模与验证
        4.1.1 计算区域的边界获取
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 生成水下地形
        4.1.4 建立水动力模型
        4.1.5 水动力模型的验证
    4.2 水质模型的建模与验证
        4.2.1 搭建水质模型框架
        4.2.2 耦合水动力模拟结果
        4.2.3 检查质量守恒
        4.2.4 水质模型的建立
        4.2.5 水质模型的验证
    4.3 小结
5 模型测试——气候变化背景下的深圳湾水质情景分析
    5.1 温度对比
    5.2 生化需氧量对比
    5.3 氨氮对比
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3194716