高盐度湖泊艾比湖风生流三维数值模拟

根据高盐度湖泊水动力特征,以西北咸水湖泊艾比湖为例,建立三维水动力数学模型。选取典型风场,分析风力作用下的高盐度湖泊风生流形成过程以及风生流水动力参数的三维空间分布特征。结果表明,艾比湖风生流形成在时间上可分为湖水流向和风向一致阶段、湖水运动方向逐渐偏离风向的过渡阶段及环流形成的稳定阶段等3个阶段。当流场达到稳定状态时,表层水体除中部存在若干小尺度环流外,大部分水域流向与风向基本一致;而湖泊中心区域底层水体流向与表层水体的流向大致相反,表现为很明显的补偿流。总体上,水平方向的流速自表层向下呈现递减的变化趋势,岸边流速大于中心流速,表现出与淡水湖泊基本相似的水动力空间分布特征。水体盐度增加对湖泊环流结构无影响。     

浅水湖泊风生流的迎风有限元数值模型研究

从控制方程组出发,以Galerkin有限元法为基础,引入沿流线加权的权函数(沿流线加权的迎风有限元法)和选择性集中系数矩阵方法,推导、建立了一适合于浅水湖泊风生流计算的二维迎风有限元数值模型。并以太湖为例,对模型作了检验,分析了均匀、定常风场持续作用下太湖风生流场的形态特征。     

北方浅水湖泊冬季结冰对风生流的影响

为了研究北方浅水湖泊冬季结冰对风生流的影响,采用MIKE21构建山东省聊城市东昌湖水动力学模型,分析真实风场作用下6种风应力拖曳系数对应的模拟流速与实测数据的差异,进一步讨论了冰盖面积对模拟结果产生的影响。结果表明,风应力拖曳系数为随风速连续变化比设置为常数模拟精度提高20%左右,其中采用微风条件下的风应力拖曳系数表达式模拟效果最好。此外,冬季水体结冰对风生流数值模拟影响较大,尤其是在被冰盖所覆盖的水域,风应力对水体流动的作用减弱甚至被抵消。与传统的风生流模拟相比,在北方浅水湖泊冬季风生流模拟中,引入冰场或是对风应力拖曳系数进行相应调整是有必要的。     

嵌套抽样算法用于地下水模型评价的算例研究

模型评价（模型选择）是地下水数值模拟不确定分析的重要研究内容,模型边缘似然值是进行模型评价的重要依据。嵌套抽样算法是一种高效的高维积分计算方法,能有效计算复杂模型的边缘似然值。本次研究提出了一种基于Adaptive Metropolis的嵌套抽样算法,通过对两个（线性、非线性）解析函数及一组不同结构的地下水模型边缘似然值的计算,并与大样本条件下算术平均方法的计算结果相对比,验证了该方法对于计算模型边缘似然值的有效性。     

嵌套叉树网格的FDS数值模式在近海水域污染混合区计算中的应用

鉴于海域覆盖面积大而污水排放形成混合区相对集中的特点,基于四叉树网格布设的思想,分层次对不同研究区域按不同尺度网格对近海水域进行嵌套网格联合布置,重点模拟污水排放形成的混合区范围,在此基础上建立了Godunov型通量差分裂(FDS)格式有限体积法计算模式,实现了在不同尺寸的网格联立求解,提高了数值计算效率,又保证了计算精度.以海州湾近海水域为例,对海州湾近海水域流场及污染物混合区的范围进行了模拟计算,由此建立了排污量与混合区面积之间的响应关系,为环境管理部门对入海排污量的总量控制提供了依据.     

基于LGR的不规则MODFLOW模型嵌套技术研究

在美国地调局开发的MODFLOW局部网格加密技术(简称LGR)的基础上,针对LGR程序不能应用于不规则区域模型嵌套的局限性展开研究。对LGR程序源代码进行分析,探讨在不规则模型嵌套中出现的问题并研究解决方案。利用FORTRAN语言对LGR源代码进行二次开发,增加模型边界匹配程序、修改参数调整程序、改编水头和流量传递程序,生成新的模型嵌套程序LGR2.1。建立多种嵌套模型对改编后程序进行验证,模拟结果表明:该程序可以模拟单区域和多区域的不规则嵌套模型,模拟结果正确可靠;应用该程序可以对模型内部和边界处的局部区域进行加密嵌套,在减少模拟时间和贮存空间的情况下提高模拟的精度。     

滑移流对浅水湖泊风浪传播特性影响试验研究

浅水湖泊等有限风吹程及水深水域的风浪多处于发展阶段，风拖曳表层水体产生的滑移流会对风浪传播特性产生影响，风浪的波速、波长等参数难以通过线性波的理论频散关系获取。为准确预测湖泊风浪参数，在考虑浅水湖泊的有限吹程和水深特征的基础上，利用风洞水槽模拟研究了滑移流对风浪传播特性的影响。结果表明:滑移流、斯托克斯流及表面流均与风速正相关，滑移流与表面流比值随着风速的增加逐渐降低并稳定于75%；滑移流对波速和波长有促进作用，对小尺度波浪的促进作用尤其显著；波浪非线性会抑制滑移流对波速及波长的促进作用；建立了考虑滑移流影响的风浪经验频散关系式以及风浪主频波速经验关系式。     

滑移流对浅水湖泊风浪传播特性影响试验研究

浅水湖泊等有限风吹程及水深水域的风浪多处于发展阶段，风拖曳表层水体产生的滑移流会对风浪传播特性产生影响，风浪的波速、波长等参数难以通过线性波的理论频散关系获取。为准确预测湖泊风浪参数，在考虑浅水湖泊的有限吹程和水深特征的基础上，利用风洞水槽模拟研究了滑移流对风浪传播特性的影响。结果表明：滑移流、斯托克斯流及表面流均与风速正相关，滑移流与表面流比值随着风速的增加逐渐降低并稳定于75%；滑移流对波速和波长有促进作用，对小尺度波浪的促进作用尤其显著；波浪非线性会抑制滑移流对波速及波长的促进作用；建立了考虑滑移流影响的风浪经验频散关系式以及风浪主频波速经验关系式。     

浅谈沉积物重力流分类与深水沉积模式

从浊流理论创立到现在的60余年时间里,深水沉积学研究已经取得了长足进展.但由于水下过程的复杂性,对沉积物重力流及沉积模式的认识存在颇多分歧.本文在对深水沉积研究历史与进展进行回顾与总结的基础上,对重力流各种分类方案及相应沉积模式进行了对比分析,认为:①人们对深水沉积的认识经历了一个螺旋式上升旋回;Bouma序列成因存在多种解释;砂质碎屑流概念是对Bouma序列、扇模式的发展.②沉积物重力流分类必须遵循流变学和沉积物搬运机制的重力流分类方法.③Shanmugam新近建立的碎屑流主导斜坡模式解决了斜坡区的砂体成因分布问题(原来认为此处“过路不停”无砂质沉积).④地震沉积学的发展与应用必将促进人们对深水沉积的认识,从而建立更合理的深水沉积模式.     

湖相重力流沉积特征及沉积模式

应用深水沉积学和地震沉积学的相关理论,通过岩心观察描述、钻测井资料分析及平面沉积相编图,对下刚果盆地A区块白垩系Pointe Indienne组深水重力流的类型、沉积特征、垂向沉积组合及沉积模式进行了探讨分析,指出该地区发育砂质碎屑流、泥质碎屑流、浊流及与重力流形成过程相关的滑动—滑塌沉积,并总结了该深水重力流的沉积模式。结果表明:砂质碎屑流沉积以块状层理细砂岩为主,含大型漂浮泥砾和泥岩撕裂屑;泥质碎屑流沉积以泥级碎屑为主,含有少量的暗色泥岩碎屑和砂质团块,见“泥包砾”结构;浊流沉积以发育完整或不完整的鲍马序列为特征;滑动—滑塌沉积具有明显的剪切滑移面,可见旋转火焰构造、砂岩扭曲杂乱分布及褶皱变形层;纵向上可识别出4种类型的重力流沉积垂向组合,以多期砂质碎屑流沉积叠置和砂质碎屑流沉积与浊流沉积叠置最为常见;研究区深水重力流沉积可分为上部扇、中部扇和外部扇3部分,上部扇以主水道沉积为主;中部扇以辫状水道和溢岸沉积为主,砂体厚度较大;外部扇以朵叶体沉积和薄层浊积岩为主,砂体厚度相对较薄。     

Seasonal variations of adsorption/desorption equilibrium concentrations of P at water-sediment interface in the Meiliang Bay, Taihu Lake, China

Seasonal variations of adsorption/desorption equilibrium were investigated by collecting overlying water and seasonal sediment from the Meiliang Bay, Taihu Lake, China. At the same time, seasonal variations of TP and P fractions＇ concentrations in the initial and end of adsorption experiment were also carried out. In addition, the effects of temperature on the P translocation process were also conducted and discussed. The following conclusions were obtained： The sequence of adsorption/desorption equilibrium concentrations of P at water-sediment interface was spring〈winter〈autumn. In sediment the concentrations of TP decline. Concentration P decreased with temperature.     

抚仙湖内波数值模拟

根据抚仙湖的特点,提出了一个二维分层积分数值模式.应用该模式探讨了抚仙湖内波及上、下层流场特征.计算结果表明:在无旋风场作用下,内波在空间上作42.5h周期性旋转;在有旋风场作用下,抚仙湖北部湖区存在转向相反的双层水平环流,并且上层的反时针环流主要是由湖区正旋度附加风场作用而形成的.模拟结果与观测事实吻合较好.     

太湖波浪与湖流对沉积物再悬浮不同影响的研究

基于有关太湖湖流、波浪和水化学指标的实测资料，对太湖中由于风强迫作用和底层湖流分别产生的湖底切应力进行了计算，发现二之间量级相差很大，得出了在风扰动情况下，由于波动而产生的湖底切应力对沉积物的再悬浮起着主导作用的结论，并估算了其临界值。     

西藏羊卓雍错湖面遥感监测模型及近期变化

羊卓雍错作为西藏高原三大圣湖之一和藏南重要的高原特色风景旅游景区, 其水域变化受到当地老百姓和各级政府部门的关注. 应用高分辨率陆地资源卫星等遥感数据可以方便、 准确地获取湖泊面积、 周长等信息, 但是由于Landsat 等高分辨率陆地资源卫星影像受到卫星重复周期和卫星过顶时多云天气的影响, 无法实现湖泊面积变化的常规业务化连续监测. 为此, 以Landsat 等高分辨率陆地资源卫星为主要遥感信息源, 结合羊卓雍错水位观测资料, 建立了羊卓雍错湖泊面积变化与水位波动之间的相关模型. 在此基础上, 利用该湖泊面积遥感监测模型, 结合近期水位观测资料分析了羊卓雍错湖面面积变化特征与趋势.     

洞庭湖历史时期环境研究

洞庭湖在晚冰期以来经历了多次变化过程.晚更新世末至早全新世呈现深切河谷与零星洼地湖泊共存的河湖切割平原景观. 进入全新世暖期, 人类活动开始在洞庭湖平原地区频繁出现, 新石器时代皂市文化分布表明人类活动主要在洞庭湖周边地区; 大溪文化时期人类已在平原湖区中部开始渔猎活动; 屈家岭文化时期气候转暖, 洪水开始泛滥, 人类活动从洞庭湖平原中部退出; 至龙山文化时期, 气候干燥偏凉, 降水减少, 人类文化活动遗址向湖中推进, 湖泊三角洲有所发展, 湖面缩小.在以后的几千年里, 洞庭湖也同样经历了扩张与萎缩的变化.      

洞庭湖区浅层地下水安全供水研究

应用模糊综合评价方法,选取浓度和毒理性双权重对洞庭湖区浅层地下水进行了环境质量评价,认为湖区浅层地下水主要遭受总铁、锰、pH值、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、铍、化学耗氧量等污染,基本上没有遭受重金属污染;湖区浅层地下水水质整体较好,以优质水为主,占39．37％,合格水占26．04％;不合格水（较差水）占34．59％。在此基础上,根据不同区域水质的好坏,指出了湖区薪农村建设供水方向,并提出了若干安全供水的措施以供决策参考。     

东平湖区域水资源综合利用战略研究

在分析研究东平湖区域自然地理特征,水资源特性的基础上。结合南水北调东线工程利用东平湖区域调蓄输纽的实际,提高东平湖区域防洪标准和水资源承载力。用洪水积分成灾,微分兴利的构想,通过区域内山、水、林、田、路、沟、塘、坝、河的综合整治,逐步实现全部降雨就地拦蓄入渗。改区域雨洪汇流成灾,变流域源头拦蓄兴利。     

新疆奇台县平原区地下水流数值模型的建立与超采区评价

本文针对新疆奇台县地表水资源不足、地下水开采过量的利用现状,运用Processing MODFLOW软件建立了奇台县平原区地下水准三维数值模型,对地下水资源进行了准确评价,得到了较为准确的开采量和超采量.     

湖泊数值模拟研究现状综述

作为陆面过程的重要组成部分,湖泊在天气气候预测中的作用得到了相关研究者的广泛关注,并成为大气科学研究领域中的一个热点.主要综述了当前湖泊模式的基本类型、所考虑的关键物理过程及其参数化方案,并尝试分析了各个方案的优劣以及模拟效果.相关研究表明,现有的湖泊模式对浅湖的模拟比较成熟,而对深湖和冰湖的模拟有待改进.未来的研究亟需构筑适用于大湖、深湖以及冰湖的参数化方案,发展能全面模拟各类型湖泊的数值模式,并且湖泊数值模拟的改进依赖于今后更多高质量的全球湖泊观测结果.