渤海被津、冀、遼、魯四省市環(huán)抱,是中國(guó)最大的內(nèi)海。環(huán)渤海地區(qū)人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)展活躍,是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎之一。然而,在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的同時(shí),渤海面臨的環(huán)境壓力也日益增長(zhǎng)。水動(dòng)力環(huán)境是影響渤海整體環(huán)境質(zhì)量的重要因素,是保護(hù)和治理渤海環(huán)境的關(guān)鍵所在。本文以水動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型為主,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及地球化學(xué)分析,對(duì)渤海水動(dòng)力環(huán)境進(jìn)行了研究和探討。建立了一種新的地下水-地表水全耦合數(shù)學(xué)模型。基于海灘地下水和地表水自然聯(lián)系的事實(shí),從基本的控制體出發(fā),推導(dǎo)出了一組形式統(tǒng)一的、適用于地下水和地表水運(yùn)動(dòng)耦合模擬的方程,對(duì)該方程組進(jìn)行差分離散,建立了一種新的地下水-地表水全耦合數(shù)學(xué)模型,并對(duì)模型進(jìn)行了基本驗(yàn)證。該模型不區(qū)分地下水和地表水,將二者視為統(tǒng)一整體,采用統(tǒng)一的方程和數(shù)值格式進(jìn)行計(jì)算,為地下水和地表水的全耦合計(jì)算開(kāi)辟了新的途徑。在模擬具有廣闊潮間帶的海域的地表水運(yùn)動(dòng)時(shí),由于該模型可以將地下水納入計(jì)算域統(tǒng)一計(jì)算,無(wú)需為處理移動(dòng)邊界而對(duì)水深進(jìn)行截?cái)?從而具有很好的質(zhì)量和動(dòng)量守恒性。將水動(dòng)力學(xué)模型與地球化學(xué)分析相結(jié)合,對(duì)渤海三大海灣之一的渤海灣的水動(dòng)力條件、沉積狀況和沉積物中重金屬含量的分布及三者的關(guān)系...

【文章頁(yè)數(shù)】：159 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
符號(hào)字母表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究綜述
        1.2.1 水動(dòng)力學(xué)模型
        1.2.2 動(dòng)邊界處理及地下水地表水耦合
        1.2.3 海洋重金屬污染和海底沉積狀況
        1.2.4 海灣及河口水交換研究
        1.2.5 波浪模型
        1.2.6 風(fēng)暴潮的數(shù)值模擬
    1.3 本文主要工作
第二章 水動(dòng)力學(xué)模型及其基本驗(yàn)證
    2.1 控制方程
        2.1.1 方程的推導(dǎo)
        2.1.2 邊界條件
    2.2 數(shù)值格式
    2.3 模型基本驗(yàn)證
        2.3.1 穩(wěn)態(tài)地下水
        2.3.2 直立面孔隙介質(zhì)中的地下水波的傳播
        2.3.3 緩坡海岸上的驗(yàn)證
        2.3.4 受潮汐影響的封閉瀉湖
        2.3.5 波浪在透水防波堤中的透射與反射
    2.4 本章小結(jié)
第三章 研究區(qū)域與觀測(cè)數(shù)據(jù)
    3.1 渤海及渤海灣概況
    3.2 渤海灣海洋調(diào)查
    3.3 數(shù)據(jù)測(cè)量和樣品處理
        3.3.1 流速和水位觀測(cè)
        3.3.2 底泥的采集與測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 渤海灣重金屬分布特征及水動(dòng)力機(jī)制
    4.1 渤海灣底泥中重金屬分布
    4.2 渤海灣環(huán)流與重金屬輸運(yùn)
        4.2.1 環(huán)流和水動(dòng)力條件
        4.2.2 物質(zhì)輸運(yùn)模型——隨機(jī)游動(dòng)粒子跟蹤模型
        4.2.3 重金屬的輸運(yùn)路徑
    4.3 渤海灣海底沉積狀況
        4.3.1 ⁷Be和²¹⁰Pb沉積物測(cè)年
        4.3.2 沉積物柱狀樣中放射性同位素活度
    4.4 水動(dòng)力狀況與重金屬及²¹⁰Pb放射性活度分布的關(guān)系
    4.5 本章小結(jié)
第五章 時(shí)間尺度模型與渤海水交換
    5.1 水動(dòng)力學(xué)模型的長(zhǎng)期驗(yàn)證
    5.2 年齡模型
        5.2.1 年齡理論
        5.2.2 物質(zhì)輸運(yùn)模型——?dú)W拉方法
        5.2.3 邊界條件
    5.3 渤海水體年齡
    5.4 渤海水交換及半交換時(shí)間
    5.5 本章小結(jié)
第六章 波流耦合模型及渤海風(fēng)暴潮特性
    6.1 風(fēng)浪模型
        6.1.1 波作用量守恒方程
        6.1.2 波浪引起的動(dòng)量通量
    6.2 波流耦合模型
        6.2.1 模型的耦合
        6.2.2 模型設(shè)置
    6.3 風(fēng)場(chǎng)和模型的驗(yàn)證
        6.3.1 NCEPCFSR風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)修正及驗(yàn)證
        6.3.2 潮流模型驗(yàn)證
        6.3.3 波浪模型驗(yàn)證
        6.3.4 波流耦合(風(fēng)暴潮)模型驗(yàn)證
    6.4 渤海風(fēng)暴潮增水的影響因素
        6.4.1 波浪對(duì)增水的影響
        6.4.2 波浪對(duì)流動(dòng)的影響及渤海風(fēng)暴潮的成因
        6.4.3 潮汐對(duì)增水的影響
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.1 連續(xù)性方程
    A.2 運(yùn)動(dòng)方程
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝



本文編號(hào)：3748169