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《武汉大学》 2005年
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人类活动对珠江三角洲水动力环境影响研究

郑国栋  
【摘要】:珠江三角洲近年来所表现出来的水情变异,主要归结于短时期内人类活动高频的、大规模、大范围的强烈干预改变了河流的自然演变特性,致使河流的水情、水动力环境发生了剧烈变化,这一点国内学者基本达成了共识。但三角洲网河所表现出的形式是各种复杂的、多样的人类活动干预共同作用下的综合,而不是某个活动(或工程)独立的影响结果。本文把隐藏在河流表面特性背后的纠缠在一起的各种复杂因素分离出来,分别进行独立研究,有利于使问题清晰、明了,其成果对于引导今后的河道管理与规划方案具有重要意义。 本文总体上按照三条“主线”、三个“维向”开展研究,即从微观到宏观(局部到整体),从单个工程到工程群体,从单一河流到网河(或流域);从“横向”缩窄河宽(或缩小过流面积)、“纵向”延伸河道以及“垂向”切深河道等三个“维”向对河流影响的不同效应分别开展研究。模拟人类活动(工程群体)的叠加效应累积从“量变”到“质变”的过程,以及不同“维向”的人类活动对河流水动力环境影响的不同贡献。具体内容如下: 1)综述了珠江三角洲网河区水动力研究现状,说明本文选题的意义及开展研究的必要性;简要介绍了目前研究方法和存在的问题,阐明了本文的研究内容、方法和特点(第一章)。 2)第二章先针对工程对水流流态的干扰进行模拟,建立能够模拟局部精细流场的高分辨率有限元模型,结合亚格子模型(大涡模拟)采用无结构网格成功模拟了方柱墩周围的马蹄涡和卡门涡街,研究最简单的局部工程对水流结构影响的机理; 3)第三章在概化天然河道的基础上,应用一维水流模型研究了工程群体的壅水叠加效应对单一河流(水道)的影响,揭示了叠加效应累积从“量变”到“质变”或者使情况或问题“升级”的过程。建立了沿程损失参数糙率n与局部损失系数ξ的转换关系,为工程后的模型糙率取值打下基础; 4)第四章充分调查分析由于人类活动造成的珠江三角洲网河区河道“横向”的缩窄程度,根据实地调查和原型测验得到的工程群体的数量、分布及阻水情况来概化三角洲网河河道。建立基于三级联解技术的一维网河水动力模型,模拟工程群体不同分布密度、阻水
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