淺水湖泊二維水流-水質(zhì)-底泥耦合模型研究與應(yīng)用.pdf

1、本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,概述了淺水湖泊水動(dòng)力學(xué)模型及水質(zhì)生態(tài)模型的研究現(xiàn)狀,并對(duì)相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法加以總結(jié).根據(jù)紊動(dòng)擴(kuò)散理論,在常用的三維對(duì)流-擴(kuò)散方程中引入底泥污染項(xiàng)ω<,c>,沿垂向積分后建立起包含底泥污染的水平二維水質(zhì)模型.引入Wc(單位深度的擴(kuò)散系數(shù))的概念,將污染濃度輸移率的表達(dá)式進(jìn)行簡(jiǎn)化,從而推導(dǎo)出簡(jiǎn)化后的包含底泥污染的水平二維水質(zhì)模型.依據(jù)常規(guī)厭氧過(guò)程動(dòng)力學(xué)理論及紊動(dòng)擴(kuò)散理論,基于玄武湖課題組對(duì)玄武湖底泥的試驗(yàn)結(jié)果

2、,并結(jié)合玄武湖調(diào)水的試驗(yàn)需要,建立起玄武湖水—沉積物界面污染物通量變化方程.最后與淺水方程耦合為二維水流-水質(zhì)-底泥模型.在有限體積法框架下應(yīng)用Osher黎曼近似解格式解算模型中各跨單元邊界的數(shù)值通量,進(jìn)而求得方程的數(shù)值解.模型用2004年5月玄武湖的調(diào)水實(shí)測(cè)資料進(jìn)行驗(yàn)證,該模型基本能夠較好地模擬淺水湖泊流速場(chǎng)與濃度場(chǎng).在此基礎(chǔ)上,將該模型應(yīng)用到玄武湖實(shí)際的調(diào)水方案計(jì)算中,為城市湖泊水環(huán)境污染控制及管理提供了科學(xué)依據(jù).具有重要的指導(dǎo)意義