汕尾电厂进港航道疏浚悬浮物扩散数值模拟

利用交替方向隐格式(ADI法),首先对工程海域潮流场进行了数值模拟,进而建立了工程海域疏浚悬浮物的二维输运——扩散模型,并应用于汕尾电厂进港航道疏浚区的悬浮物输运扩散数值模拟预测,根据预测结果分析了进港航道疏浚区施工期间悬浮物对附近水环境的影响。     

阳澄西湖围堰施工中悬浮物输移扩散数值模拟

为了探究涉水工程建设对湖泊系统的影响,基于二维非稳态水动力模型,对阳澄西湖水动力进行数值模拟,并在水动力模拟正确的基础上建立悬浮物预测模型,模拟了不同风向、施工工况下阳澄西湖隧道围堰施工扰动水体所引起的阳澄西湖悬浮物输移扩散,分析了围堰施工对水域环境的影响.模拟结果表明:围堰抽排水引起的悬浮物浓度增加对水生态影响最为严...     

引滦输水过程中悬浮物的沉降迁移特征

受黎河河道两岸铁矿砂影响,引滦输水黎河段水体中悬浮物含量远远高于引滦入津隧洞出口水的悬浮物含量。本文对引滦输水过程中悬浮物的沉降迁移特征进行了研究。结果表明:影响水体中悬浮物沉降速率的主要因素为悬浮颗粒粒径,影响悬浮物迁移量的主要因素为悬浮物的初始浓度。结合引滦输水过程中的悬浮物实际迁移情况,得出悬浮物主要影响引滦输水黎河河道,而汇入于桥水库的悬浮物含量较少且主要为粒径10μm的颗粒。应用研究成果,针对引滦输水工程的悬浮物污染特征,提出降低输水过程流速、增加入库前河道深度及种植水生植物等建议,以减少引滦输水过程中悬浮物含量。     

港口疏浚产生悬浮物三维数值模拟

为研究港口疏浚产生悬浮物的输运规律,建立了三维潮流及悬浮物数学模型,模型中主要考虑了潮流等因素作用下悬浮物的三维输运以及悬浮物的扩散、沉降和再悬浮作用。将模型应用于大丰港拟建码头疏浚区疏浚产生悬浮物输运数值模拟预测,模拟了工程海域潮流场及悬浮物浓度场,并根据预测结果初步分析了其对水环境的影响。分析结果表明,疏浚对海水水质影响很小,且影响主要集中于施工期。     

黏性细颗粒泥沙絮凝及沉降的三维模拟

鉴于试验观察黏性细颗粒泥沙悬浮体系絮凝-沉降过程存在技术困难，尝试以分形生长理论为基础，使用改进的受限反应絮团聚集(RLCCA)模型，在计算机上模拟这一复杂过程。模型考虑了絮团的分形结构与可渗透特性、泥沙浓度对悬浮液黏性的影响等因素，复演颗粒、絮团在重力沉降和布朗作用下的三维运动及相互碰撞并黏结的现象。在对模拟数据的统计分析基础上，讨论了絮凝-沉降过程的各种特性，结果表明：碰撞效率系数不同时，絮凝发育过程存在相似性。     

基于FVCOM的杭州湾三维泥沙数值模拟

应用FVCOM建立了三维潮流泥沙数学模型,根据实测水文资料,对杭州湾开展了三维潮流泥沙验证,结果基本满意.应用模型计算了杭州湾大潮期间涨落潮泥沙输运过程,通过平面、立面的泥沙分布特征,成功再现了杭州湾潮流泥沙的运动过程.尽管模拟精度达不到平面二维模型的水平,但为三维潮流泥沙模型在强潮河口湾的应用作了重要的探索,通过进一步完善模型参数及分析,模型可以应用于涉水建筑物对附近三维水沙影响的分析评估,可为强潮河口湾开发、水环境保护及生态建设等提供更加丰富的研究成果,具有广阔的应用前景.     

绕岛潮流场及污染物对流扩散的数值模拟

本文在作者以前工作的基础上,数值模拟了流动区域内有一小岛的潮流场及污染物浓度分布,其结果对工程环境评价提供了有益的依据,其中对由于岛的存在给网格划分以及计算带来的困难提出了一种解决方法,简便易行,对解决大量类似的工程实际问题具有重要意义。     

爆破挤淤产生的悬浮物在潮流作用下的输移扩散研究

爆破挤淤填石是浅海工程中淤泥质软基处理中的常用施工方法.就围堤地基爆破挤淤处理产生的悬浮泥沙在潮流作用下的输移扩散过程进行数值模拟,并对不同时刻进行爆破挤淤产生的悬浮泥沙输移扩散对附近水域的影响进行了研究.研究结果表明,爆破挤淤产生的悬浮泥沙的输移扩散运动与潮流运动密切相关,潮流的方向及水动力强度在一定程度上决定了爆破挤淤产生的悬浮泥沙的输移扩散方向及范围;在该水域,爆破挤淤后,水体中由此而产生的悬浮泥沙浓度由于扩散和落淤而迅速减小,爆破挤淤6 h后,悬浮泥沙浓度增量基本降至10 mg/L以下,若在转流时段（憩流）进行爆破更有利于悬浮泥沙浓度的降低,对周边水域环境的影响较小.     

河流悬浮物扩散逆过程定解问题的稳定性分析

本文应用“对数凸性法”对一维非恒定紊动扩散及二维恒定对流扩散的逆过程定解问题,进行了稳定性分析,给出了它们的适定化条件。在适定化条件下,它们均具有平均稳定性.这对于河流水质控制和水质规划有重要的意义。     

Numerical Simulation of Wind-Induced Motion in Suspended Sediment Transport

In regions with broad water surfaces such as lakes, reservoirs and coastal areas, the wind stress on the flow motion generates a significant impact. The wind stress is an unsteady force which makes numerical simulation difficult. This paper presents a two-dimensional (2-D) mathematical model of the impact of wind-induced motion on suspended sediment transport at Beijing's 13-Ling Reservoir. The model uses the Diagonal Cartesian Method (DCM) with a wetting-drying dynamic boundary to trace variations in the water level. The calculation results have been tested against in situ measurements. The measurements confirm the model's accuracy and agreement with the actual situation at the reservoir. The calculations also indicate that wind stress holds the key to suspended sediment transport at Beijing's 13-Ling Reservoir, especially when westerly winds prevail.     

杭州湾口悬沙浓度变化与模拟

本文对杭州湾口 1 5个测站的大、中、小潮悬沙浓度的变化规律进行了分析 ,得出大 -小潮周期流速变化和水位变化是该海区各站悬沙浓度变化的主要影响因素。通过分析研究 ,建立了单点测站悬沙浓度变化与水位和大 -小潮最大流速的关系模型 ,用该模型的计算结果与实测资料进行比较 ,拟合程度较好 ,对于整个大 -小潮周期悬沙浓度的连续变化可采用该模型进行估算。     

潮流和波浪作用下悬移质挟沙能力研究述评

本文对国内外有关潮流和波浪作用下的悬移质挟沙能力的研究成果进行了全面系统总结和分类，分析各类挟沙能力公式的优缺点。最后，指出只有系统地研究床面泥沙交换的微观机制，引入新的理论和方法才能使潮流和波浪作用下挟沙能力的研究取得较大的进展。     

悬移质泥沙运动相似条件探讨

根据紊流扩散理论所得的三维非恒定悬移质泥沙运动方程,利用相似理论,对悬移质泥沙悬移相似条件进行了初步探讨,结果表明,悬浮相似条件和沉降相似条件相同。众多学者之所以推导出与此条件不相容的悬浮相似条件,问题的关键在于泥沙紊动扩散系数比尺α_εSy 的求解中,引用了摩阻流速、对数流速分布和卡门 常数比尺这3个在变态模型中互不相容的等式条件。     

非粘性悬沙垂向浓度分布的数值模拟及水槽试验

本文应用Ｋ－ε紊流模型，通过对悬沙运动扩散方程的数值求解，建立了计算悬沙浓度水深分布的数学模型。该模型未对扩散方程本身作任何简化，并采用速度场和浓度场耦合求解，因此精度较高，该模型应用方便、其结果与实验值吻合较好，是一种研究河流非粘性泥沙垂向浓度发布的新的尝试。     

图像处理技术及其在泥沙运动研究中的应用

总结了在悬移质泥沙运动特性试验研究中常用的量测手段，介绍了图像处理技术的基本原理和系统的组成，针对图像处理中的几个具体问题，特别是光片厚度和粒子浓度的选择，结合实践经验进行了讨论．利用开发的颗粒示踪与图像处理系统，对明槽悬移质颗粒的运动特性进行了量测．实践表明，图像处理技术为悬移质颗粒运动特性的研究提供了有力的手段．     

基于紊流模型的一个悬移质挟沙力公式

基于紊流模型，建立悬移质消耗的紊动动能与水流功率之间的相关关系，提出了一个新的悬移质挟沙力公式。公式经过实验资料与野外资料的验证，并与几个同类公式的比较，结果表明本文公式能更好的反应悬移质挟沙力随水流功率的变化。     

太平水道悬移质输运数学模型

基于环境水动力学数学模型对太平水道悬移质输运进行了计算，计算中用水平方向上的曲线正交坐标与垂直方向上的Sigma坐标相结合以及三维数学模型二维化的方法。并且在模型中嵌入悬移质输运模块，从而建立了一个针对太平水道的水流泥沙数学模型。计算结果与实测结果比较表明：模型较好地重演太平水道潮流场以及悬移质输运过程，可以用于工程实际中的沿岸及受潮汐影响的水道潮流场及悬移质输运问题的计算。     

近50年来长江中游泥沙输移变化

 对1950年以来长江中游泥沙输移资料作了初步分析。分析结果表明：20世纪60年代下荆江裁弯后,三口(松滋口、太平口、藕池口)分流分沙减少,下荆江径流量和输沙量相应增加,洞庭湖泥沙淤积减少;80年代中期以后,长江中游干流及洞庭湖出口的年输沙量呈减少趋势,城陵矶至武汉河段河床由淤积转为趋向冲淤平衡三峡工程初期蓄水运用后,长江中游含沙量沿程恢复距离较长,但床沙质部分恢复距离相对较短。     

潮流和波浪作用下悬移质挟沙能力的研究

本文将湍流猝发理论用于潮流与波浪共同作用下挟沙能力的研究。基于湍流猝发的时空尺度得到波浪和潮流作用下床面泥沙上扬通量 ,然后根据连续律 ,建立了平衡近底含沙量的理论表达式。进而根据波浪掀沙和潮流输沙的模式 ,推导得出了物理概念清晰和充分考虑床面附近泥沙交换力学机理的潮流和波浪共同作用下的挟沙能力公式 ,经过黄河口实测资料的验证 ,计算与实测符合良好。