摘要：采用剖开算子法,把水体年龄控制方程分成几个连续的初值问题。在任意三角形网格中,分别对不同性质的算子采用各自适合的算法,即采用特征线法求解对流分步,采用半隐式有限元法求解扩散分步和传播分步。利用水体交换模型试验结果和水体年龄对称特性解析解对所建立的年龄模型进行了验证计算,结果表明,建立的水体年龄模型计算结果与试验结果、解析解结果吻合,可较好地预测水体交换年龄。

摘要：铁山湾是北部湾东北部较大的海湾,水深条件好,可用岸线长。为研究铁山湾建港工程前后湾内的水体交换能力,文章建立了平面二维的水动力模型以及平面二维对流—扩散模型,率定后水动力学模型模拟结果与实测结果吻合良好。运用二维对流—扩散模型计算了湾内不同区域的水体半交换时间,模拟结果表明:铁山湾的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129天,海域的水体交换能力主要受铁山湾潮汐作用的影响。铁山湾潮汐作用较强,潮差较大,且铁山湾口门开阔,这都为铁山湾的水体交换提供了良好的条件。工程后铁山湾水体半交换时间为142天,工程前后铁山湾水体半交换时间仅相差13天,说明工程方案对铁山湾水体交换能力无重大影响。

摘要：蓄水型平原水库在选址确定后,水库筑堤建闸必将改变库内局部区域原有的水流条件,库型与水流的自然适应是一个漫长的过程,因此极有必要根据库区的设计水流条件因势利导进行合理布置库区型态,以缩短库型的自然演变过程,使之尽快满足人工建库的需要。以东风西沙水库为例,分析了水库库型重塑对库区水流的改善效果及水体交换的影响。东风西沙水库为利用东风西沙岛与崇明岛之间的夹泓新建围堤形成的人工水库,建库后库内水位及出入库水量将通过人为控制,水流特性将与原自然状态下的长江滩槽涨落潮汐水流的特性存在明显差异。东风西沙水库库型重塑,使之与建库后的水流条件相适应,以便改善库区水流流态、加强库区整体水体交换强度。东风西沙水库库型重塑的研究成果可为类似人工水库库型设计提供参考。

摘要：在港口工程建设中,合理地综合利用疏浚土资源吹填造陆,可以产生巨大的经济效益。但吹填陆域形成后将会影响该区域海洋水体的对流-扩散,改变局部的海洋水动力,从而对该区域的海洋环境产生不利影响。为了更好地保护海洋环境,需要充分了解陆域形成前后水体交换的变化情况。根据国际常用规范标准,通过数值模拟分析,研究水体交换的变化规律。通过计算过水断面宽度,设置过水箱涵,优化设计方案,加快水体交换,达到保护海洋水环境的目的。

摘要：郑州龙湖是新开挖的人工湖,从黄河引水。由于黄河水含沙量较高,工程建成后,为了保证龙湖水质达到《地表水环境质量标准》要求,并能长期保证一定的有效库容,采用水动力方程、污染物及悬沙输运方程建立数学模型,按照有限体积和有限差分结合的方法,模拟郑州龙湖水体交换和泥沙淤积过程,通过分析对比,确定了龙湖水体交换的最佳运行方式和进流泥沙粒径、含沙量的标准。

摘要：为定量分析和定性掌握引调水作用下城市人工湖泊的水体交换能力,以某城市人工湖泊为例,建立了水动力和对流扩散模型,通过获得湖内保守性物质含量的分布,计算了人工湖的水体更新时间和水体交换率。模型依据实测水位资料得到校准和验证。计算结果表明,主湖区的水体更新时间较短,不超过10 d,湖区整体更新时间最短可达13 d,水体交换率最大可达94%。内湖水体受其半封闭性形态限制更新时间较长。对内湖及湖周死水区域采取增加抽注水等工程措施,可显著改善湖内水体交换效果。研究结果有助于理解湖内水体中的物质输移过程,可用于人工湖泊的规划设计和调度运行的决策管理,对其他同类型城市人工湖泊的水体交换研究具有一定的参考作用。

摘要：以河北省七里海泻湖为例,建立了七里海泻湖及外海辽东湾的三维潮流数学模型,利用潮汐的实测数据对该模型进行了验证。结果表明,该模型能较好地模拟七里海泻湖及外海辽东湾的流场。为评价该泻湖的水体交换能力,选用溶解态保守型物质作为示踪剂,以更新时间来描述水体与外界交换的时间维特征。结果表明,无风情况下,泻湖末端水体交换能力差,水体交换时间大于800 d;考虑风向因素后,水体交换时间大幅缩短,以东北风作用尤为显著,水体交换时间均小于300 d,最有利于污染物的输移扩散。

摘要：澳门机场围填海工程束窄了连接九澳湾和澳门水道的连接水道,工程周边的水动力环境也随之发生改变。基于CJK3D模型建立了澳门海域的潮流动力数值模型,模拟了澳门机场围填海工程前后九澳湾潮流变化,从潮流特征、水体交换周期等方面探讨九澳湾潮流动力及水体交换能力对围填海的响应机制。结果表明:1)澳门机场围填海工程不会导致澳门水域整体的流态发生变化,但其束窄效应会导致九澳湾趋近半封闭海湾;2)湾口断面涨落潮通量显著减小、流速减弱,进而导致湾内水体半交换周期增加、潮流动力及水体交换能力均有所减弱。

摘要：根据实测水文资料建立锦州龙栖湾港区工程附近海域的潮流数学模型,对不同规划方案实施后的水质点运动及水交换情况进行研究。研究成果表明,不同方案对港区东侧水质点运动影响不明显,从水质点运动来看以上方案均未表现出明显改善水体交换的效果,特别是离岸方案可能还会加大对近岸位置的污染,潮汐通道的设置对港区及附近水体交换的效果也不明显。综合考虑,原规划方案更适合目前的规划要求。

摘要：【目的】南水北调东线工程以南四湖为输水通道,工程运行后南四湖下级湖的流场变化较为复杂。为研究调水工程运行对下级湖及各个分区水体交换特征的影响,【方法】在收集南四湖下级湖地形、降雨、蒸发、风场等资料的基础上,构建了下级湖二维水动力和对流扩散模型,并进行了模型率定与验证,选取50 m^(3)/s、2020—2021年度调水期实际流量、设计流量125 m^(3)/s共3种流量工况进行了模拟分析。【结果】模拟结果显示:调水148 d时,3种流量工况下下级湖韩庄站至二级坝水位差分别为0.06 m、0.12 m、0.36 m,韩庄站至二级坝水位比降分别为1.0×10^(-6)、2.1×10^(-6)、6.2×10^(-6),下级湖平均流速分别提高0.15 cm/s、0.54 cm/s、0.87 cm/s,死水区和滞水区面积占比不断减小,湖区水体流动性大幅提升。实际流量工况模拟入下级湖共6.6亿m^(3),出下级湖6.3亿m^(3),其中下级湖旧水体占67%,外调水占33%。【结论】同一流量情况下,下级湖从南至北、从东至西水体更新时间逐渐变长,3种流量工况下下级湖水体更新时间分别为77 d、78 d、53 d。研究结果有助于定量分析调水情况下下级湖水体流动和交换过程,对南水北调东线工程南四湖段调度运行具有一定参考作用。