胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅰ．胶州湾潮流数值计算

对胶州湾动力过程的研究，采用数值模拟方法还是初次。本文立阐述的潮流计算问题，是污染扩散数值模拟的一部分，即图1粗线矢所示的那部分工作。今后还将讨论细线矢所示的风海流、河川遥流对污染物的运输和扩散过程的影响等课题，以期最终能对胶州湾的物理自净能力作出定量估计，并对环境质量作出预报。图1中虚线矢涉及化学、     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟

潮流和潮余流对海湾和沿岸海域污染物质的迁移和分散所起的重要作用，已为大家所共知。潮余流亦称为潮余环流，它导致湾内的海水循环，促进与外海水的交换。然而，它是欧拉型的。溶解在海水中和以悬浮体形式混合在海水中的污染物质的迁移，与海水质点的运动一样，具有拉格朗日性质。海水质点在潮汐海区内的迁移，     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅱ污染浓度的计算

[1]曾以Leendertse[2]模式对胶州湾的潮流进行了数值计算，在湾口输入主要半日潮，给出了潮位、潮时，特别是潮流及余流的分布。本文在此基础上，在改善了潮流计算的同时，进一步对胶州湾作出了污物输运的数值计算，获得了在特定排污点排污条件下，给出了湾内不同时刻的污物浓度分布，以及湾口排污速度，并对计算结果与实测资料进行了比较。     

胶州湾环流和污染扩散数值模拟Ⅳ胶州湾变边界模型

胶州湾的潮滩面积约占高潮水域面积的三分之一,因而模拟包括潮滩在内的潮汐运动过程将能更好地重现这一实际的物理现象。为此,本文采用变动边界模型处理潮滩区域,并得到优于固定边界模型的计算结果。     

胶州湾红岛码头疏浚物质输移扩散数值预测

利用有限元分步杂交法，首先对胶州湾海域潮流场进行了数值模拟，进而建立了胶州湾疏浚物悬浮泥沙的二维输运——扩散模型，并应用于胶州湾红岛拟建码头疏浚区的疏浚物输运扩散数值模拟预测，根据预测结果分析了红岛码头疏浚区施工期间悬浮泥沙对附近水环境的影响。     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟Ⅴ、胶州湾变空间步长的嵌套模型

在对某一海域的流场进行数值模拟时,尽量提高目标水域的分辨率是普遍追求的目标之一。本文以胶州湾为例,提出了一个大、小网格嵌套的数值模型,并对海域内的防波堤狭长岛屿等视为线边界进行了数值处理,得到了满意的计算结果。     

闽江口水动力和污染扩散数值模拟

本文建立了闽江口二维水动力、污染扩散数值模型，模型采用ＡＤＩ双向隐式求解。在水动力模拟中，对岸界的丁坝有用线性边界进行拟合，并考虑到河口区侧向摩擦作用；在污染扩散模拟中，用动态拟合的方法对浓度水边界进行了较为合理的改进。计算结果表明，本模型是成功的。     

浅海污染扩散的高精度数值模型

本文将ADI差分方法与紧凑格式相结合,对平流扩散方程进行数值处理,建立了浅海污染扩散的高精度数值模型.本模型将数值精度提高到四阶,从而有效地避免了数值弥散问题.由于采用隐显交替方向法,数值格式稳定且保持了差分方程组的三对角性质,计算过程简便.在理想条件下的数值试验结果与解析解的比较,说明了本文所建立的模型的精确性.利用北黄海倾废区域碱渣倾倒现场试验资料对本模型进行了实际验证.通过在渤海M₂分潮流场条件下的数值试验,揭示了污染云团在浅海中输移扩散的物理过程.     

厦门浔江海域污染扩散数值模拟

本文采用ＡＤＩ活动边界潮流数值模拟模拟了厦门浔江海域的潮流，计算的结果与实测数据比较吻合。文中用欧拉污染扩散数值模型计算了从同安、集美、五通口排出的污染物（ＣＯＤ）对浔江海域的影响，同时采用拉格朗日污染扩散数值模型研究在湾口、集美和在北部的湾顶污染物瞬时排放后的运移情况。     

胶州湾及其邻近海域潮流和污染物扩散的数值模拟

采用曲线网格技术，将ECOMSED模式应用于胶州湾的潮流和污染物COD的稀释扩散研究，建主了一个三维保守污染物COD输运的对流扩散数值模型，对胶州湾M2分潮和COD污染状况进行了模拟。结果表明，胶州湾及其附近海域存在许多大小、强弱和旋转方向不同的余流涡；湾内COD浓度东部比西部高，湾口外的COD浓度等值线成舌状分布，向东伸展；余流和COD浓度垂向分布差异并不显。模拟结果与胶州湾的实测资料符合较好。     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅰ.胶州湾潮流数值计算

一、前言 对胶州湾动力过程的研究,采用数值模拟方法还是初次。本文阐述的潮流计算问题,是污染扩散数值模拟的一部分,即图1粗线矢所示的那部分工作。今后还将讨论细线矢所示的风海流、河川迳流对污染物的运输和扩散过程的影响等课题,以期最终能对胶州湾的物理自净能力作出定量估计,并对环境质量作出预报。图1中虚线矢涉及化学、生物、地质及其它一些领域的过程,这些过程也是污染调查和防治研究工作的重要课题。     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅱ 污染浓度的计算

文献[1]曾以Leendertse模式对胶州湾的潮流进行了数值计算,在湾口输入主要半日潮,给出了潮位、潮时,特别是潮流及余流的分布。本文在此基础上,在改善了潮流计算的同时,进一步对胶州湾作出了污物输运的数值计算,获得了在特定排污点排污条件下,给出了湾内不同时刻的污物浓度分布,以及湾口排污速度,并对计算结果与实测资料进行了比较。     

S坐标下西北太平洋环流和海温数值模拟

综合考虑侧边界水通量、海表面风应力、热通量、蒸发和降水等,建立了一个采用垂向S坐标的西北太平洋海洋模式,模拟和分析西北太平洋环流和海温。S坐标具有使海洋上层趋于同一水深的物理平面和同时底层拟合海底变化的优点。与日本2008年西北太平洋实测温度断面资料比较,模式计算的海温在分布势态和量值上较为一致,模式能较好地验证海洋温度分布情况。与σ坐标相比,S坐标能更好地验证海温的变化。模式较好地模拟出了西北太平洋气候态环流和海温变化。由于在σ坐标系下水深的水平变化体现在σ层上,海洋表层的分辨率比S坐标系下低,以及初始海温的水平分布含有水深水平变化的信息,S坐标海洋模式能更好地模拟环流和海温的变化。     

深圳湾海域环境容量及污染总量控制研究——I.潮汐、潮流数值模拟

基于美国普林斯顿大学的POM(Princeton Ocean Model)模型,将干湿网格技术引入到模型中,利用模型的外模式(二维)对深圳湾海域的潮汐、潮流和余流进行了数值模拟研究。模拟结果与实测值吻合较好。计算结果表明:深圳湾海域属不正规半日潮,水平潮流具有明显的往复流性质,主要呈西南—东北走向;落潮流速略大于涨潮流速;受地形及陆地河流径流的影响,湾中到湾口及航道附近流速较大,湾顶和靠近香港的滩涂部分流速较小;深圳湾余流场较弱,余流流向指向湾外;整个深圳湾水交换较弱,海域自净能力较差。     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅲ.胶州湾拉格朗日余流与污染物质的迁移

潮流和潮余流对海湾和沿岸海域污染物质的迁移和分散所起的重要作用,已为大家所共知。潮余流亦称为潮余环流,它导致湾内的海水循环,促进与外海水的交换。然而,它是欧拉型的。溶解在海水中和以悬浮体形式混合在海水中的污染物质的迁移,与海水质点的运动一样,具有拉格朗日性质。海水质点在潮汐海区内的迁移,并不仅仅与潮余流(不考虑非潮汐引起的常流)有关,这个事实已引起许多研究者的注意。浅水波因速度切变产生水质点的斯托克斯漂移的现象已早为人们所知。根据完全相似的原理,潮流场的速度切变,也同样会导致水质点在一个潮周期后不再回复到原处,而产生拉格朗日漂     

基于数值模拟的强潮海湾潮汐预报模型精度分析：以三门湾为例

全球潮汐预报模型在深水大洋具有较高的精度, 但在近岸强潮海区由于地形岸线、模型分辨率等原因精度不一, 难以直接应用。三门湾海域多年平均潮差4 m, 最大潮差可达7 m,是典型的强潮海湾, 为了评估TPXO9.0、TPXO9.0-atlas TOPEX/POSEIDON TIDES）、NAO.99b（National Astronomical Observatory of Japan）与GTM（Global Tide Model） 4 种预报模型在三门湾海域的预报精度, 本文分别通过上述4 个潮汐预报模型提取水动力数学模型开边界进行对比,并利用提取的开边界潮位对二维水动力模型进行驱动。通过计算分析潮位站实测数据与数值模拟结果的误差, 研究4 种预报模型模拟的三门湾潮汐变化得出, NAO.99b 模型在三门湾海域整体预报精度最佳, 分潮振幅、迟角和实测数据误差最小, TPXO9.0-atlas 分潮振幅模拟较好, 但迟角误差较大。对湾内四大分潮进行潮汐调和分析发现, 三门湾海域以半日潮为主, M2、S2 和K1分潮振幅由湾顶向湾口递减, O1分潮相反。