收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

海湾、近岸海域水交换研究的关联矩阵方法及应用

孙健  
【摘要】: 水交换是海湾、近岸海域的重要水动力学特性,是研究海湾、近岸海域环境容量的基础。目前,对水交换问题的研究主要有两类方法:一是在假定研究海域内水体充分混合的前提下,根据水量守恒和指标物质(通常为盐分)守恒,利用实测到的湾内外及湾口指标物质浓度差,计算海水交换率、交换时间,进而建立简单的水质预测模型,这类方法适用于小海湾。二是,直接用数值模拟方法模拟特定海域水体的运动过程,得出水交换时间尺度的分布。 本文针对大型海湾、近岸海域水交换的特点,在数值模拟的基础上,提出了用关联矩阵研究水交换的方法。关联矩阵的概念是,将研究海域划分为多个海区,用关联矩阵中的元素表示一定时刻某海区中来自其它海区的海水权重,整个矩阵描述了研究区域各海区间的水体交换关系。关联矩阵可由数值模拟结果统计而得,是对数值模拟结果中水体交换特征的提炼和归纳。 利用关联矩阵的矩阵运算可以预测在初始浓度或源项作用下的水质变化。利用矩阵运算预测水质变化是一种简单的水质预测模型,计算简单、速度较快,是对复杂数值模拟方法的一种补充。在进行水质预测的过程中,由于引入了交换浓度的概念,故放宽了对“海区内混合充分”假定的要求。 应用关联矩阵将驻留时间概念扩展到矩阵形式,用以表示各海区海水相互影响的时间尺度。推导出了各时间尺度与关联矩阵之间的关系。指出驻留过程和更新过程分别是以拉格朗日观点和欧拉观点描述水交换特征。 建立了用于模拟海湾、近岸海域水交换的水动力学数学模型和对流扩散数学模型,通过解析解和实测资料对本文所建立的数学模型进行了检验和验证。针对数值模拟中缓坡浅海海域宽阔潮间带上的动边界处理问题,提出了一种基于“预估水深”的新的干湿判断方法,并应用多个算例对所提出的干湿判断方法进行了验证。结果显示,本文的干湿判断方法无明显的数值振荡产生,且可以较准确的估计浅水处水体的蓄留能力。 通过典型算例,对所提出的用关联矩阵研究水交换的方法进行了检验。并将其应用于渤海、渤海湾和天津近岸海域的水交换研究当中。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 董礼先,苏纪兰;象山港水交换数值研究 Ⅱ.模型应用和水交换研究[J];海洋与湖沼;1999年05期
2 陈振华;夏长水;乔方利;;钦州湾水交换能力数值模拟研究[J];海洋学报;2017年03期
3 王泽良,陶建华,王德龙,安敦;渤海湾污水海洋处置研究[J];环境科学学报;2000年06期
4 陈朋成;周孝德;靳春燕;冯民权;;黄河上游羊曲水库水质预测研究[J];人民黄河;2008年04期
5 陈俊;;大伙房水库水质预测中水文水质模型联合应用分析[J];黑龙江水利科技;2017年01期
6 刘浩;潘伟然;骆智斌;;深沪湾水交换特性的研究[J];海洋环境科学;2008年02期
7 童振权;赵晖;;天子门水库水质预测研究[J];中国水运(下半月);2021年04期
8 李振亮;;三峡库区水质预测研究综述[J];重庆教育学院学报;2012年03期
9 冯德军;吕华庆;傅武伟;黄孝肖;费玉良;;象山港水交换研究概述[J];中国水运(下半月刊);2011年01期
10 尤宾;臧红霞;李永丽;;淮河干流信阳段水质预测模型[J];水资源保护;2013年01期
11 李刚;太娇阳;董会军;刘磊;王世雄;王林琼;李海涛;;湖泊潜流带水交换研究现状与思考[J];地下水;2021年03期
12 曹雪峰;张宇铭;张淑芳;史文奇;李庆杰;石洪源;王平;王玉;赵骞;韩成伟;;基于数值模拟的大连湾水交换能力研究[J];海洋环境科学;2020年01期
13 靳玉丹;张秋丰;李希彬;王鲁宁;叶风娟;;天津海域围填海工程对渤海湾水交换的影响研究[J];海洋通报;2017年05期
14 ;澳发现植物的水交换也有“策略”[J];种业导刊;2016年03期
15 庄巍;逄勇;吕俊;;河流二维水质模型与地理信息系统的集成研究[J];水利学报;2007年S1期
16 赵杨;张学庆;辛力;;基于马尔科夫方法的区域水交换研究[J];水动力学研究与进展(A辑);2017年05期
17 倪龙;姜益强;姚杨;马最良;;循环单井与含水层的原水交换[J];太阳能学报;2010年06期
18 郭德伟;韩光明;田秀丽;张士杰;王艳丽;;复杂边界河流水质预测计算[J];山东农业大学学报(自然科学版);2008年04期
19 申霞;洪大林;李爱权;;基于POM的近海三维水质模型[J];海洋环境科学;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 袁德奎;吕迎雪;孙健;陶建华;;用关联矩阵研究天津港的水交换[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
2 张伟;聂红涛;陶建华;袁德奎;;用水交换关联矩阵方法研究天津近岸海域污染物分布规律[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
3 庄巍;逢勇;吕俊;;河流二维水质模型与地理信息系统的集成研究[A];2007重大水利水电科技前沿院士论坛暨首届中国水利博士论坛论文集[C];2007年
4 张正光;赵玮;刘秦玉;管守德;李培良;;吕宋海峡水交换时空变化规律及其影响机制的初步研究[A];“海洋动力过程与天气、气候变化”联合学术年会论文摘要集[C];2009年
5 刘思璇;于晨;张宪发;王友为;宋颜金;;基于流场的某电烤箱风道研究[A];2021年中国家用电器技术大会论文集[C];2021年
6 李永成;;二维可变形翼舵流体性能数值模拟研究[A];第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会论文集(上册)[C];2021年
7 林鑫;;金属增材制造的数值模拟[A];2020中国铸造活动周论文集[C];2020年
8 杨洁;;伴随方法在海湾水交换评估中的应用[A];第十八届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下)[C];2017年
9 迟晓德;于振波;李晶;;浅析水质模型的研究现状[A];2013年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集[C];2013年
10 周华;;地表水质模型研究进展综述[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
11 赵辉;;五里湾数值模拟研究成果及应用[A];低碳经济促进石化产业科技创新与发展——第六届宁夏青年科学家论坛论文集[C];2010年
12 华海玉;石为人;范敏;刘祥明;蔡章利;;河流水质模型动态管理研究[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年
13 张梦迪;徐庆;马春燕;刘振鸿;高品;;基于在线监测数据的水质预测及异常识别方法研究进展[A];第十八届长三角科技论坛环境保护分论坛(上海市环境科学学会2021年学术年会)暨上海市环境科学学会第八届会员代表大会论文集[C];2021年
14 金弈;董磊华;张志广;黎一霏;;水质预测分析方法进展及在抽水蓄能电站中的应用前景[A];抽水蓄能电站工程建设文集2021[C];2021年
15 刘建林;;黏附问题的可动边界条件分析[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
16 买买提明·艾尼;;现代数值模拟方法与工程实际应用[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2013年
17 王巍;刘君;郭正;白晓征;;验证动边界问题求解方法的实验研究[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
18 刘政;陈明千;梁瑞峰;姚远;何林;;分层型水库水温水质预测研究[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2013年
19 方亚非;袁驷;;一维动边界问题的一种变分解法及应用[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1996年
20 洪渊;;衡阳市饮用水源保护研究中水质模型及其应用[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
中国博士学位论文全文数据库 前17条
1 孙健;海湾、近岸海域水交换研究的关联矩阵方法及应用[D];天津大学;2007年
2 苏健;跨陆架锋水交换的数值研究[D];中国海洋大学;2005年
3 丁睿彬;基于卫星和现场观测数据的东海跨陆架水交换和营养盐交换的时空变化研究[D];浙江大学;2019年
4 赵军凯;长江中下游江湖水交换规律研究[D];华东师范大学;2011年
5 张南;水动力数值模拟系统(Hydroinfo)开发及应用研究[D];大连理工大学;2018年
6 涂三山;无单元法及其在阴极保护数值模拟中的应用研究[D];大连理工大学;2018年
7 韩钦臣;吕宋海峡水交换的时空变化特征及其影响机理研究[D];上海师范大学;2015年
8 申满斌;浑水水质模型研究及其在三峡库区岸边水质模拟中的应用[D];清华大学;2005年
9 胡放;基于全流域被动示踪法的黑潮与东海陆架水交换研究[D];中国科学院大学(中国科学院海洋研究所);2020年
10 李小宝;大型海湾水交换高效计算方法研究[D];天津大学;2011年
11 史经昊;胶州湾演变对人类活动的响应[D];中国海洋大学;2010年
12 郑东升;基于确定性、非确定性及其耦合模型的渤海湾近岸水生态环境研究[D];天津大学;2013年
13 徐晓甫;天津近岸海域生态环境特性及其空间决策支持系统研究[D];天津大学;2013年
14 姜云超;不确定性耦合水质模型的研究与应用[D];兰州大学;2007年
15 彭士涛;天津近岸海域浮游生态系统生物物理模型研究[D];南开大学;2010年
16 朴香花;大连湾海域氨氮、磷酸盐及藻类生长的数值模拟研究[D];大连理工大学;2006年
17 聂红涛;近岸海域水环境综合管理中的若干基础问题研究及应用[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 张伟;近岸海域水交换特性及其影响研究[D];天津大学;2014年
2 张立博;黄渤海水交换与物质输运季节性特征的数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
3 曹慧慧;渤海北部海流特征观测研究及水交换能力评估[D];上海海洋大学;2018年
4 潘立峰;数控机床的多性能与多故障关联矩阵模型研究[D];华中科技大学;2017年
5 周文杰;流形上布朗运动的数值模拟[D];厦门大学;2019年
6 李长塔;中国明代葫芦窑结构研究及数值模拟[D];景德镇陶瓷大学;2018年
7 程文霞;基于近场动力学的冰下爆炸破冰数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2019年
8 任奕舟;破冰船在冰层中连续破冰的数值模拟与冰阻力预报[D];上海交通大学;2016年
9 池敏;金属激光选区熔化增材制造数值模拟与实验研究[D];华东理工大学;2019年
10 闫宸锋;台阶后水流水力特性的试验及其数值模拟研究[D];兰州理工大学;2019年
11 史冬冬;基于混沌混合的微混合器的数值模拟及实验研究[D];杭州电子科技大学;2018年
12 梅静;供油壳体铸造成型的数值模拟及工艺改进[D];西华大学;2018年
13 徐征;深水池造流系统数值模拟研究[D];大连理工大学;2018年
14 张耀峰;碳化水驱油藏数值模拟研究[D];中国石油大学(北京);2017年
15 张雪;基于计算机流体动力学的燃烧假人数值模拟[D];东华大学;2012年
16 王帅;燃气流场算法程序实现及初步对比分析[D];中国航天科技集团公司第一研究院;2018年
17 甄卫刚;双线公路隧道开挖和抗震问题的数值模拟[D];石家庄铁道大学;2018年
18 陈旭娇;喷射器的设计与结构优化数值模拟[D];华北电力大学(北京);2016年
19 黄彪;电子束焊接小孔和熔池耦合动力学行为数值模拟研究[D];华中科技大学;2017年
20 岑婷玲;220t/h煤粉锅炉低氮燃烧改造数值模拟研究[D];东南大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 李玥;植物的水交换也有“策略”[N];科技日报;2015年
2 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
3 ;武汉首创国内综合水质模型[N];长江日报;2010年
4 记者 战雪雷;亚行技援催生中国首个水质模型[N];中国财经报;2008年
5 本报实习记者 蒋文雯 通讯员 罗耀华;宝钢数值模拟研究和应用领跑钢铁行业[N];中国冶金报;2012年
6 陈枫 匡海洋 杨吉龙;渤海湾近岸海域精细化调查深度延伸至150米[N];中国自然资源报;2018年
7 记者 宋柏松 通讯员 康瑾瑜;秦皇岛多措并举推进近岸海域治理[N];河北经济日报;2017年
8 本报记者 冯瑄 通讯员 詹果儿 宣浩峰;守住1131个入海排污口 构筑“蓝色屏障”[N];宁波日报;2017年
9 记者 王自堃;浙江进一步完善海洋三级监测网络[N];中国海洋报;2017年
10 本报记者 江帆 通讯员 邵甜 卢艳;深化治污 守护海上大花园[N];浙江日报;2017年
11 记者 陈雪怡 特约记者 邓韶勇;握指成拳护碧海 细绘浩瀚“海南蓝”[N];海南日报;2017年
12 本报记者 安海燕;借智 协调 统筹[N];中国海洋报;2017年
13 记者 李江天;我省近岸海域优良海水面积达3.4万平方公里[N];辽宁日报;2017年
14 本报记者 罗琦;“重拳”治水还江海清流[N];广西日报;2017年
15 记者 关艳玲;一张蓝图绘到底建设更美更蓝的近岸海域[N];辽宁日报;2017年
16 记者 唐广生 通讯员 韦玲;广西近岸海域使用规范生态良好[N];广西日报;2008年
17 王宣龙 杨威力;我省近岸海域近两成受到污染[N];河北经济日报;2009年
18 通讯员 王宣龙 记者 杨威力;我省近岸海域两成受到污染[N];河北日报;2009年
19 本报记者 方晓淦;地表水源日趋“干净” 近岸海域长期优良[N];北海日报;2019年
20 记者 吴琼 实习记者 李昕;规范城市近岸海域预报[N];中国海洋报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978