發(fā)布時間：2017-08-28 01:28

  本文關鍵詞：膠州灣前灣圍填海工程對周邊水域泥沙分布及污染物輸運影響的數(shù)值模擬研究

  更多相關文章： 膠州灣 ECOMSED模型 圍填海 泥沙 污染物 粒子追蹤

【摘要】：膠州灣是一個環(huán)抱型海灣,灣內(nèi)存在大面積的灘涂,其對周邊區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展具有無可替代的作用。近年來,為滿足經(jīng)濟發(fā)展的用海需求,在灣內(nèi)規(guī)劃開展了多項填海工程,尤其是在前灣地區(qū)實施了多期碼頭擴建工程。然而,填海工程的實施必將導致區(qū)域水動力結構組成、地形等發(fā)生變化,使得區(qū)域水體的運動行為發(fā)生明顯改變,污染物運動的動力環(huán)境發(fā)生改變,從而影響到污染物運動的形態(tài)和區(qū)域水環(huán)境演變過程。本文利用ECOMSED模式和“干、濕”點判斷法構建了膠州灣海域的動邊界潮流和泥沙數(shù)值模型。模擬分析了前灣填海工程實施前后膠州灣潮流場、泥沙濃度分布的變化規(guī)律；基于建立的膠州灣潮流數(shù)值模型和拉格朗日粒子追蹤法,分別采用單個粒子以及粒子群的的方法來模擬研究前灣填海工程實施前后膠州灣海域污染物輸運過程。對比前灣填海工程實施前后的污染物運動軌跡,分析了工程對整個膠州灣污染物輸運的影響規(guī)律及范圍。得出以下結論：(1)本文所建模型驗證結果良好,表明其可以較好的模擬膠州灣海域的潮流場及泥沙濃度分布。(2)填海工程后,前灣地區(qū)地形改變,進入前灣和海西灣內(nèi)的水量減少,且縱深增加也加大了潮波能量的損耗,使其潮位和流速呈現(xiàn)減小趨勢。而薛家島與團島之間距離的縮短則使得通過此處的水流速度增大。填海工程也對潮水向膠州灣內(nèi)流動起到了一定阻礙作用,致使膠州灣外灣口靠近工程區(qū)的局部區(qū)域流速減小。流速的減小削弱了泥沙的再懸浮能力,進入水體中的泥沙減少,這幾處區(qū)域的泥沙濃度也相應降低。但膠州灣其他區(qū)域的潮位、流速及泥沙濃度分布則幾乎沒有太大變化。(3)膠州灣前灣填海工程改變了前灣地區(qū)水動力環(huán)境,進而導致留存于前灣的污染物數(shù)量增加,進入海西灣的污染物數(shù)量減少,這會加劇污染物對前灣水域的污染。但前灣填海工程對膠州灣污染物運動的影響范圍有限,只對工程周邊局部區(qū)域內(nèi)的污染物運動影響較大。
【關鍵詞】：膠州灣 ECOMSED模型 圍填海 泥沙 污染物 粒子追蹤
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV148;U652
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 近岸海域數(shù)值模擬研究進展10-12
• 1.3 圍填海工程研究進展12
• 1.4 膠州灣數(shù)值模擬研究12-13
• 1.5 膠州灣概況及前灣圍填海工程介紹13-15
• 1.5.1 膠州灣概況13-15
• 1.5.2 前灣圍填海工程介紹15
• 1.6 本文研究內(nèi)容15-17
• 2 數(shù)學模型17-30
• 2.1 ECOMSED模型簡介17-18
• 2.2 水動力模塊18-25
• 2.2.1 基本方程18
• 2.2.2 溫鹽守恒方程18-19
• 2.2.3 湍流閉合方程組19
• 2.2.4 邊界條件19-20
• 2.2.5 垂向坐標轉換20-22
• 2.2.6 模態(tài)分離技術22-23
• 2.2.7 水平方向坐標轉換23-25
• 2.3 泥沙輸運模塊25-27
• 2.3.1 控制方程25-26
• 2.3.2 底部剪切應力計算26
• 2.3.3 粘性泥沙再懸浮26-27
• 2.3.4 粘性泥沙沉降27
• 2.4 粒子追蹤模塊27-28
• 2.5 動邊界處理技術28-30
• 3 膠州灣潮流場及泥沙濃度模擬及驗證30-42
• 3.1 模擬區(qū)域及參數(shù)設置30-31
• 3.2 潮流場模型驗證31-38
• 3.2.1 潮位驗證31-33
• 3.2.2 流速和流向驗證33-38
• 3.3 膠州灣泥沙濃度模擬及驗證38-41
• 3.3.1 模型參數(shù)設置及初始條件38-39
• 3.3.2 泥沙濃度驗證39-41
• 3.4 小結41-42
• 4 膠州灣前灣圍填海工程對水動力環(huán)境及泥沙濃度的影響42-62
• 4.1 膠州灣前灣圍填海工程對潮位的影響43-49
• 4.2 膠州灣前灣圍填海工程對流速的影響49-55
• 4.3 膠州灣前灣圍填海工程對泥沙濃度的影響55-61
• 4.4 小結61-62
• 5 膠州灣前灣圍填海工程對污染物輸運的影響62-82
• 5.1 單個粒子運動軌跡模擬分析62-67
• 5.2 粒子群運動軌跡模擬分析67-81
• 5.3 小結81-82
• 結論82-84
• 參考文獻84-88
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況88-89
• 致謝89-90

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