象山港污染物漂移扩散规律研究

基于非结构网格有限体积法海岸和海洋模型(FVCOM)建立水动力数值模型,模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了象山港海区水动力环境特点。在此基础上,建立了污染物输运模型,对象山港港内主要陆源入海污染源污染物输运扩散进行模拟和分析,总结了污染物输移扩散规律,即象山港顶部开敞海域,余流场相对较弱,潮流是污染物输移扩散的主动力,污染物扩散稀释能力强,污染物浓度低;中段过水区,受余环流和潮流的共同作用,污染物浓度稍高,低潮时水质较差;底部区域闭塞,进口处存在明显的涡旋对,污染物扩散稀释效率差,污染物浓度最高。     

岸线变化对天津近岸海域污染物输移扩散影响研究

应用MIKE21数学模型对天津近岸海域潮流场进行数值模拟,同时考虑天津近岸海域5个典型河口污染物输入的影响,计算了大小潮作用下COD输移扩散范嗣,并研究了岸线变化对COD输移扩散范围的影响.结果表明,岸线的变化对北塘口及天津港附近COD的输移扩散有较大影响.岸线变化后,大小潮高低潮时刻对应的0.001 mg/L浓度等值...     

海底电缆铺设对悬浮泥沙影响的预测研究

基于经过验证的海域二维潮流数学模型,建立模拟海域悬浮泥沙输移扩散的数值模型.结合浙江岱山至大鱼山某海底电缆铺设的实际施工情况,以移动点源模拟从海底电缆基槽开挖到铺设整个过程的泥沙扰动,分析不同起始施工时刻引起的悬浮泥沙分布情况,预测海底电缆施工过程中悬浮泥沙的增量分布及其对周围环境的影响.     

港池和航道疏浚过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟

建立了平面2D潮流和悬沙增量输移扩散的数学模型,通过有限单元法离散求解此模型,应用该模型对苍南电厂港池和航道疏浚过程中的悬沙扩散输移进行模拟,挖泥过程中的悬沙增量采用恒定源强,再现了疏浚过程中增量悬沙的输移扩散机理。     

开挖过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟

通过建立平面二维潮流和悬浮泥沙输移扩散的数学模型,模拟某挖泥工程中悬浮泥沙的扩散输移过程,并应用非结构网格的有限单元法进行离散求解.该模型结合工程实际,采用连续线源模拟挖泥过程中的增量悬沙,以揭示其在开挖过程中扩散输移的机理,为工程环境影响评价提供科学依据.     

长江上游卵石输移运动规律研究及数值模拟*

基于长江上游东溪口卵石滩段的物理模型,开展了典型系列年卵石输移特征的试验。根据不同水动力条件下卵石输移的实测数据,从动力机理出发确定砾石输移速度。以此为基础,改进了二维数值模型,并将其应用于东溪口河段卵石输移过程模拟。将计算的卵石输沙分布及泥沙冲淤过程与实测值进行对比,卵石走沙轨迹与河道内走沙基本吻合,模拟泥沙冲淤变化与该河段实测分布一致。说明改进后的平面二维卵石推移质运动模型能较为真实地反映河道内卵石输移特性,可为解决长江上游卵石河段泥沙问题与航道整治工程提供理论与数据支撑。     

漳州LNG码头工程悬浮物影响预测研究

利用二维水动力模型,对漳州LNG码头建设海域潮流进行数值模拟,在潮流模拟验证正确的基础上,建立悬浮物输移、扩散模型,预测工程抛石和港池疏浚施工过程中产生的悬浮物浓度,给出悬浮物超标面积,分析该工程对海洋水质环境的影响。     

基于数值模拟的盐灶河口污染物治理方案

本文根据盐灶河口附近的实测资料,采用MIKE21平面二维潮流数学模型与污染物扩散模型对三亚盐灶河口及近岸海域水动力条件及污染物的扩散进行数值模拟研究。分析了盐灶河水动力,污染物扩散情况。结果表明,由于河道内存在持续排放及支流输送的污染源,在现有水动力条件下,污染物无法随潮流完全扩散。在采取引入海水的治理措施后,污染物在潮流和径流的共同作用下扩散,水质达到标准。     

港池疏浚过程悬浮物影响预测研究及应用

港池疏浚产生的高浓度悬浮泥沙,对海域环境的影响不能忽视。在建立近海悬浮物二维输移扩散数值模型的基础上,采用有限元分步杂交方法求解,对两种不同施工方案下悬浮物的输移扩散进行预测模拟。根据预测结果,对比分析两种施工方法可能对附近海域水质环境造成影响的程度,为施工方案的选择提供科学依据。     

大连海上机场施工通道开口宽度对水环境影响的数值研究

为保障大连海上机场建成后工程水域的水质环境,以工程水域物理自净能力、水体半更换期、局部污染物扩散轨迹、局部污染物示踪粒子第一次到达湾外的时长等参数为评价指标,基于MIKE21 flow model FM模块建立了非结构网格下的水动力及污染物输移扩散数值模型,对大连海上机场施工通道布置方案进行优化研究。结果表明,施工通道开口宽度对工程水域物理自净能力、水体半更换期、局部污染物扩散轨迹、局部污染物示踪粒子第一次到达湾外的时长等指标有不同程度的影响。不同参数对应的最佳开口宽度不完全一致,综合比较后推荐了施工通道最佳开口方案。     

码头工程钻孔灌注桩施工产生的悬浮泥沙影响研究

本文建立了舟山金塘港区宏运物流有限公司通用码头附近海域二维水动力模型和悬浮物扩散预测模型，对潮流进行数值模拟，模拟结果可反映工程附近海域的潮流动力情况。进一步计算了概化桩基产生的悬浮泥沙源强，采取连续性移动点源模拟了码头桩基施工过程中产生的悬浮泥沙扩散，明确了悬浮泥沙扩散的范围和浓度，使得对钻孔灌注桩施工时产生的悬浮泥沙从定性描述细化到定量分析，有助于对周边敏感目标的影响分析和对海洋生物资源损失的定量计算。     

海阳港码头扩建工程悬浮物对海洋环境影响预测研究

利用ECOMSED三维水动力模型,对海阳港码头海域潮流进行数值模拟,在潮流模拟验证正确的基础上,建立了悬浮物输移、扩散预测模型,预测了在工程基槽开挖、航道和港池疏浚吹填施工过程中引起的悬浮物浓度,给出了悬浮物超标的面积等,从而分析了该扩建工程对海洋水质环境的影响。     

基于格子Boltzmann方法的航道整治建筑物影响下过饱和总溶解气体输移释放规律

基于双分布函数-浅水Lattice Boltzmann方法，建立了过饱和总溶解气体(TDG)输移模型，研究某电站下游航道整治建筑物对河道内TDG输移规律的影响。结果显示，整治建筑物的修建对主流区流态和TDG变化影响较小；航道整治建筑物对河道过饱和TDG时空分布的影响主要表征于整治建筑物局部区域范围内，整治建筑物坝田回流区流速降低，水体传质减弱，从而导致TDG浓度降低且低浓度区域面积增加，可以为鱼类提供一定避难空间。该研究为水体中TDG输移扩散的研究提供了一种新的方法，同时为改善电站泄水导致TDG过饱和对鱼类的不良影响和建设生态水道提供科学依据。     

单桩波浪破碎荷载的数值模拟研究

基于开源程序Open FOAM建立了三维波浪破碎数值模型,模型控制方程采用三维不可压缩粘性流体运动RANS方程,应用VOF方法捕捉自由表面,分别运用动量分布源方法、阻尼消波方法实现数值造波和消波,紊流模型选用RNG k-ε模型。利用所建立的三维波浪破碎数值模型模拟了破碎波对单桩结构物的作用力,并与物理模型实验数据进行对比分析。结果证明该模型可以较好地模拟近岸单桩结构物所受破碎波浪荷载。     

微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的数值计算研究

微生物诱导碳酸钙(MICP)加固土体近年来得到越来越多的关注,其计算模型研究较少,且现有的计算模型主要考虑一维情况,也仅由一维砂柱模型验证,是否适用于二维及三维情况,尚需进一步研究.文中基于对流-扩散-反应方程,考虑菌液和化学试剂的注入、对流、扩散以及多组分化学反应,并结合碳酸钙结晶和沉积、注浆方法和压力等的影响,建立三维的MICP数值计算模型,并由试验结果验证.利用COMSOL数值软件,设定相关边界条件和初始条件,完成三维注浆的数值模拟计算.在建立对流-扩散-反应的模型时,主要是考虑总反应方程式,总反应的反应速率主要取决于尿素水解反应.计算结果表明,碳酸钙浓度分布在注浆管管孔附近碳酸钙浓度最大,向模型外边界逐渐降低,而且整个模型碳酸钙浓度分布较为均匀.     

曹妃甸围填海工程对海床冲淤的影响预测分析

通过建立曹妃甸海域平面二维悬沙输移扩散和床面冲淤变化数学模型,预测分析了2005年和2013年曹妃甸围填海工程对海床冲淤环境的影响,得出曹妃甸海域的海床年冲淤变化特征。结果表明,从2005～2013年9年间曹妃甸围填海工程实施后海域仍呈现整体冲刷趋势,北部近岸海域及围填海形成的港池则呈淤积态势,海床冲淤强度没有明显的变化。     

斯里兰卡科伦坡港海域岸滩演变特征及泥沙环境分析

根据科伦坡港海域两次季风影响期的水文泥沙实测资料,结合其他相关数据资料及研究成果,采用现场踏勘、资料分析和遥感影响分析对比等技术手段对该工程进行了研究。分析结果表明,拟建工程区海域砂源有限,水体整体比较清澈,悬沙浓度相对较小,而海床沉积物质主要以中砂和中细砂为主,在常年波浪作用下,近岸坡度较缓但破波带附近迅速变陡,为典型的砂质海岸。海岸线整体平直、且无沙嘴及明显泥沙输移痕迹和局部堆积体,近岸泥沙相对不活跃,多以近岸输移运动为主。通过岸滩演变分析,历史上该海岸呈现逐渐侵蚀冲刷的趋势,海床侵蚀强度平均在0.04 m/a左右。另外,基于风浪和涌浪的分频分级统计资料,还对拟建工程海岸的岸滩稳定类型、沿岸输沙和横向输沙能力进行了估算。     

海洋环境下港口工程混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型

通过现场暴露物理试验,实测得到了港口工程混凝土及相对应的水泥砂浆试件中氯离子的浓度分布结果,经回归分析分别得到了这两种试件的氯离子扩散系数。以此为基础,定量评估了粗骨料的稀释、曲折和界面过渡区效应对混凝土中氯离子扩散系数的影响,并建立了混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型。基于混凝土中氯离子扩散的细观数值模拟方法,验证了所建立的混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型的正确性。对细观数值模拟结果的分析可知:界面过渡区对混凝土中仅考虑粗骨料的稀释和曲折效应的氯离子扩散系数的提升效应不可忽略,应充分考虑界面过渡区的存在对混凝土中氯离子浓度分布和扩散特性的影响。     

滨海沙滩冲淤稳定性的数值模拟研究

近几年海洋风暴活动频繁,伴随着人类不合理的海岸工程造成的影响,部分海岸沙滩侵蚀严重,研究海岸沙滩侵蚀机制成为当前海岸工程科学的前沿性问题。本文以日照万平口沙滩为研究对象,根据实测水深地形数据及相关水文气象资料,搭建研究海域处纯潮流作用、波生流作用、单向波流耦合作用、双向波流耦合作用下的泥沙冲淤数值模型,研究不同水动力环境对近岸沙滩稳定性的影响,得出近岸海域受潮流和波浪的共同作用产生泥沙输移。     

河口垂向二维悬沙输移数学模型

针对窄深的潮汐河口建立了沿宽度方向积分平均的垂向二维悬沙输移数学模型,潮流场的模拟采用三维MOHID模型,悬沙对流扩散方程采用Galerkin有限元法进行求解。利用该模型模拟了长江口北槽段潮流输沙过程,计算结果与实测资料较好吻合,表明了该模型能够模拟窄深的潮汐型河口地区悬沙输移过程。