基于有限體積法的珠三角河網(wǎng)與河口整體水環(huán)境模型研究.pdf

1、近年來，隨著珠江三角洲經(jīng)濟快速發(fā)展與人口急劇增長，珠三角感潮河網(wǎng)與河口區(qū)承接了大量自上游與珠三角區(qū)域匯入的污染物，水環(huán)境污染問題十分突出。為了管理好珠江口環(huán)境與資源，人們已經(jīng)建立了描述珠江口潮流和污染物輸移擴散的三維數(shù)學(xué)模型。珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)是珠江口近岸海域污染物輸入的主要來源。鑒于河網(wǎng)區(qū)和海區(qū)在物質(zhì)輸送上的緊密聯(lián)系，有必要建立珠江三角洲河網(wǎng)與河口整體水環(huán)境數(shù)學(xué)模型。 為此，本文將河網(wǎng)與河口及其近岸海域視作一個整體，通過搭建并行

2、計算環(huán)境，建立了有限體積河網(wǎng)與河口整體水環(huán)境數(shù)學(xué)模型，以準(zhǔn)確描述與預(yù)測河網(wǎng)與河口區(qū)水動力和水質(zhì)過程。數(shù)值實驗表明，有限體積方法相對于有限差分法能更好地捕捉間斷解和滿足質(zhì)量守恒，能細致地描述河口環(huán)流和鹽水入侵的動力過程。整體模型包括2個模塊：水動力模塊與水質(zhì)模塊。利用實測資料對整體模型進行了率定與驗證。結(jié)果表明，整體模型計算效果良好，成功描述了河網(wǎng)與河口區(qū)的動力與生物地球化學(xué)變化過程。 運用河網(wǎng)與河口整體水環(huán)境數(shù)學(xué)模型，探討了珠江

3、口特征流態(tài)和鹽度的分布態(tài)勢，并著重分析了枯季伶仃洋鹽水入侵和洪季珠江口沖淡水輸移擴展與擴散路徑。在水動力基礎(chǔ)上，構(gòu)建了珠江口水質(zhì)模型，對污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進行探討。主要結(jié)論歸納如下： （1）枯季由于徑流量減小，東北季風(fēng)較強，低鹽水只在薄的表層向南運動，底層高鹽水可以溯河而上，直達虎門附近；洪季受西南季風(fēng)影響，東四口門和磨刀門東口徑流向東，磨刀門西門和西四口門徑流出來向西，西向流具有較強的勢力。 （2）洪季珠江口沖淡水?dāng)U