本文關(guān)鍵詞：鹽淡水交匯水域潮汐水流特性的三維數(shù)值模擬　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鹽淡水混合是河口水域常見的一種天然水文現(xiàn)象,河流匯入的淡水徑流與含鹽度較高的海水在河口水域潮汐水流的作用下相互摻混,漲潮時(shí)沿著河口上溯形成鹽水入侵。這種現(xiàn)象隨著淡水徑流的減少而更加明顯,對居民生活、工業(yè)生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)灌溉都有較大的影響。所以研究鹽淡水交匯水域鹽度的時(shí)空分布,對合理開發(fā)水資源及環(huán)境影響評價(jià)具有重要意義,并具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值。本文結(jié)合物理模型試驗(yàn)的研究成果,利用ECOMSED水動力模型對從實(shí)際工程概化而來的河口地區(qū)鹽淡水交匯潮汐水域的水流及鹽度進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,并分析潮動力、河道徑流量和河道水深對鹽度分布規(guī)律的影響。具體的研究內(nèi)容和成果如下:(1)通過查閱潮流和鹽水入侵的相關(guān)文獻(xiàn),對該領(lǐng)域在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及方法進(jìn)行了較系統(tǒng)的闡述。并對前期物理模型試驗(yàn)所進(jìn)行的相關(guān)工作做了比較全面的了解,對已有資料進(jìn)行了處理分析。(2)結(jié)合研究內(nèi)容,仔細(xì)研讀ECOMSED模型源代碼,對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?并對程序進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)行,從而建立適用于所研究水域的三維數(shù)值模型。(3)針對物理模型的大、小潮2個(gè)試驗(yàn)組次,進(jìn)行了潮流場和鹽度場的數(shù)值模擬,分別給出了大、小潮典型測點(diǎn)的潮位、流速和流向,以及鹽度測點(diǎn)的時(shí)空變化值,并與物模試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析,吻合良好。(4)在模型驗(yàn)證結(jié)果良好的基礎(chǔ)上,對不同潮差、不同徑流和不同下游水深的8組次進(jìn)行了流場和鹽度場的數(shù)值模擬。給出了不同情況下水域內(nèi)鹽度時(shí)空分布規(guī)律。(5)鹽水在潮流的作用下呈往復(fù)運(yùn)動特性,整體上從下游往上游的鹽度值沿程減小,垂向上表層鹽度小于底層鹽度,在計(jì)算的組次內(nèi)均不同程度地存在鹽水楔。在河道的平直段,鹽度的橫向分布基本均勻;在彎曲段鹽度呈右岸側(cè)大于左岸側(cè)的現(xiàn)象。(6)在模擬的范圍內(nèi),相對而言潮差對鹽度分布規(guī)律影響較小。隨著潮差的減小,鹽水上溯距離稍有減小,鹽淡水摻混能力減弱,垂向分層現(xiàn)象較大潮明顯;(7)在模擬的范圍內(nèi),隨著徑流量的增大,淡水對鹽分的稀釋和摻混作用增加,鹽水楔長度逐漸減小。當(dāng)徑流量由1 L/s增大為4 L/s時(shí),鹽水楔長度由46 m減小到了28 m。(8)在模擬的范圍內(nèi),下游水深增加時(shí),鹽淡水分層現(xiàn)象越明顯,鹽水上溯距離增加。當(dāng)下游水深由10 cm增大到13 cm時(shí),鹽水楔長度由32 m增大到了53 m。(9)計(jì)算結(jié)果表明ECOMSED模型基本能反映鹽淡水交匯水域水流和鹽分的混合特性,可用于分析鹽分輸移的機(jī)理以及預(yù)測鹽度的分布情況。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P731.23;P343

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