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(lái)，隨著珠江三角洲經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與人口急劇增長(zhǎng)，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(wèn)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(kuò)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(lái)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(gè)整體，通過(guò)搭建并行

2、計(jì)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(cè)河網(wǎng)與河口區(qū)水動(dòng)力和水質(zhì)過(guò)程。數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明，有限體積方法相對(duì)于有限差分法能更好地捕捉間斷解和滿(mǎn)足質(zhì)量守恒，能細(xì)致地描述河口環(huán)流和鹽水入侵的動(dòng)力過(guò)程。整體模型包括2個(gè)模塊：水動(dòng)力模塊與水質(zhì)模塊。利用實(shí)測(cè)資料對(duì)整體模型進(jìn)行了率定與驗(yàn)證。結(jié)果表明，整體模型計(jì)算效果良好，成功描述了河網(wǎng)與河口區(qū)的動(dòng)力與生物地球化學(xué)變化過(guò)程。 運(yùn)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(shì)，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(kuò)展與擴(kuò)散路徑。在水動(dòng)力基礎(chǔ)上，構(gòu)建了珠江口水質(zhì)模型，對(duì)污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)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(qiáng)，低鹽水只在薄的表層向南運(yùn)動(dòng)，底層高鹽水可以溯河而上，直達(dá)虎門(mén)附近；洪季受西南季風(fēng)影響，東四口門(mén)和磨刀門(mén)東口徑流向東，磨刀門(mén)西門(mén)和西四口門(mén)徑流出來(lái)向西，西向流具有較強(qiáng)的勢(shì)力。 （2）洪季珠江口沖淡水?dāng)U