基于随机游动模型的铁山港水交换的数值模拟

采用三维浅海水动力模型和粒子随机游动模型,模拟了铁山港潮汐、潮流场,分析了湾内水体平均驻留时间的时空特征和物质迁移特征.研究结果表明,铁山港海水交换主要受潮汐控制,上层海水与湾外水交换率大,平均驻留时间为9.84d,下层海水为25.18d;腹大口小的海湾内湾顶水交换较慢,湾口和湾中水交换较快;落潮期水体交换速度明显快于涨潮期.采用单点中性粒子追踪公馆河入海处等5个较典型位置水体的运动轨迹,结果表明北暮—营盘附近口门海域和石头埠沿岸水交换活跃,利于水体物理自净扩散;湾顶、白沙河和沙田均水交换缓慢,容易造成物质的沿岸堆积.     

基于镭同位素示踪方法的大风江河口水体滞留时间估算

为评估广西北部湾沿岸的重要入海河流河口区——大风江河口的水体更新速率,本研究对大风江河口水体中的²²⁴Ra和²²³Ra放射性活度进行测定,基于短长半衰期镭同位素的活度比值,对大风江河口的水体滞留时间进行估算,得出大风江河口枯季的平均水体滞留时间为(8.36±2.88) d。整体来讲,大风江河口的水体更新速率相对较慢,在其遭受陆源污染时应在相应时间尺度上进行污染防控,以期为大风江河口水体的物质交换和输运提供基础信息。     

一种改进的有毒气体扩散高斯模型算法及仿真(英文)

高斯模型作为评价有毒气体泄漏后的扩散模型,因其计算量小、简单易用等特点而被广泛应用.文章对有毒气体扩散的时空特性进行了讨论,通过引入一种时间因子,对现有高斯烟团模型进行了改进,建立了以时间函数为动态变换基点的有毒气体扩散模型.将有限时间内的有毒气体连续释放过程表述为实源和一系列虚源在多个时间区段内的释放子过程的组合.根据改进的高斯模型,编程实现了基于GIS的、实时的有毒气体扩散动态仿真.仿真结果表明,该算法能够快速、准确地计算出有毒气体泄漏后的任意时间点的扩散浓度空间分布,能够较好地模拟有毒气体扩散的动态变换过程,对危险化学品泄漏事故现场的预测和评估具有很好的辅助决策作用.     

北仑河口及其邻近海域物质输运滞留时间研究

河口、近岸物质的输运时间尺度是将海洋物理过程与生态过程联系起来的一个重要指标,反映了水体内物质更新速率。为有效控制北仑河口及其临近海域环境污染和促进海岸线资源的合理开发,开展近岸物质输运的时间尺度研究具有重要意义。基于此目的,本文建立了平面二维高分辨率物质输运数学模型,对北仑河口至珍珠湾海域滞留时间的空间变化及其对于径流、潮差、地形等因素的响应进行了研究。结果显示,在北仑河口外部海域,滞留时间一般不超过20h,在口门附近,在不同的径流量、潮差的情况下,滞留时间变幅较大,约为30~200h;在珍珠湾海域,滞留时间的空间及随潮差的变化亦很大,珍珠湾内的Z1区域最大可达413.7h,湾口处的Z4区域,最小仅为3.5h。在空间上,北仑河口及其邻近海域的滞留时间在纵向上的变化呈现明显的自口门向外海逐渐减小的趋势,减小的幅度逐渐变小,说明径流的影响逐渐减小,在横向上滞留时间自深槽向浅滩逐渐增大。珍珠湾海湾边缘的浅水区,滞留时间明显大于深水区域的滞留时间。北仑河口区域滞留时间与径流量呈现明显的二次函数或线性函数关系,径流的影响向外海逐渐减弱,在深槽处大于浅滩处。滞留时间随潮差的增大而减小,变幅在口门处大于外海。北仑河口滞留时间主要受潮汐的影响。     

狭长空间火灾烟气传输的准稳态时间模型

火灾烟气传输延滞行为是火灾早期烟气传输过程中的重要特性之一,直接影响到火灾探测器动作响应时间.为了研究狭长空间中火灾烟气传输延滞行为与准稳态之间的定量关系,根据弱羽流理论和狭长空间火羽流研究现有成果,从理论上提出了火灾烟气传输延滞时间计算的时间链表法,依据准稳态假设成立的判别条件,建立了狭长空间非稳态火准稳态假设成立的临界时间模型,并给出了临界时间计算方法.案例分析表明：在相同工况条件下,狭长空间中顶棚给定纵向距离处烟气传输达到准稳态的临界时间比在开放空间中的长.而对于开放空间羽流,由于贴顶棚羽流较薄,卷吸空气量较小,保持了相对较高的流速,导致相同工况条件下狭长空间中的烟气传输延滞时间比开放空间中的更长.     

七里海潟湖近百年水体交换能力变化特征

基于三重嵌套的非结构网格建立七里海潟湖水动力和物质输运模型，采用实测资料对模型的潮位、流速和流向进行验证，结合卫星遥感影像资料，模拟1950—2018年七里海潟湖地貌演变过程，利用水体冲刷时间尺度探究不同工况下潟湖水体交换能力的变化特征。结果表明，自然条件下，径流改变较海平面变化对水体交换能力的影响更为显著；挡潮闸的开闭是影响潟湖水体交换能力的关键因素，同时潟湖围垦降低了纳潮量也减弱了水体交换能力，但降低幅度较小；潮汐通道工程的变化是影响水体交换能力的主要原因，潮汐通道由弯曲变为顺直及其拓宽均增强了潟湖的水体交换能力。     

质子交换膜燃料电池三维气液两相流数值模拟

质子交换膜燃料电池液态水的生成和传输过程研究,是进行电池水管理的关键。该文基于多相混合流理论,建立了质子交换膜燃料电池三维气液两相流动与传热的数学模型。该模型不仅能模拟燃料电池内部反应气的流动、扩散和化学反应过程,还能模拟液态水的传输和相变过程。应用该模型模拟了电池内液态水的分布及其对燃料电池性能的影响,结果表明液态水主要分布在阴极侧,在大电流密度下,液态水阻碍了氧的扩散过程,导致电池性能下降。模拟结果与实验结果吻合较好。     

基于MIKE3的丰枯水期防城湾水交换能力研究

为了对防城湾水交换能力有全面的认识,本文基于无结构的三角网格建立高分辨率的MIKE3水动力数值模型,采用Lagrange质点追踪方法,选取水体半交换周期和水体交换律作为评价指标,评价防城湾丰枯水期水交换能力。结果表明:防城湾水交换主要受径流和潮流控制,因防城河的存在,西湾保守物质浓度的空间分布呈现由河口向湾外增加趋势,东湾的保守物质浓度的空间分布呈现由湾口向湾内增加趋势,随着时间的增加,两湾保守物质浓度下降速率降低;西湾水交换时间明显少于东湾,半交换期在丰水期为1.7d,在枯水期为3.6d;东湾在丰水期半交换时间为15.2d,在枯水期为27.8d。     

氯离子在非饱和混凝土中传输过程的数值模拟

为确定氯离子在非饱和混凝土构件中的传输过程,推导了基于物质守恒定律的氯离子对流扩散方程;并对控制方程中的计算参数以及有限元计算过程的稳定性进行了初步讨论.在此基础上,定量分析了对流效应对氯离子传输过程的影响.分析结果表明,对流和扩散效应的耦合作用主要出现于构件表层;对流效应在传输过程初期较为显著.最后,对计算模型的参数...     

大型循环水体置换时间的实验研究

论述了水体置换与置换时间特性及其影响因素,并结合工程实例,给出了基本置换时间和附加置换时间的计算思路和方法,用于大型循环水体特性研究和计算。其中水体总置换时间为基本置换时间和附加置换时间之和,它们可根据流体运动的连续性原理、水体工作平衡和流场分布进行计算。水体置换时间与水体体型尺寸、进出水口的数量、尺寸、方位、水体平衡方式和条件等诸多因素有关,应根据工程实际情况确定计算。     

浙闽淤泥质港湾的基本特征

淤闽淤泥质港湾是我国重要的海岸类型。潮波传播过程中受到地形制约，具有驻波特性，潮差大，潮流急。港湾处于隐蔽条件下，湾顶潮滩和港汊广泛发育。本文在１９９１￣１９９２年野外调查，浅滩水文测验和前人研究的基础上，从动力、沉积和地貌的角度出发，对潮波基本特征、潮滩沉积模式和港湾稳定指标作出新的概括和发展，为港湾综合开发提供依据。     

深圳河湾流域溢流污染规律及其对海湾水质的影响

以深圳河湾流域为研究对象,基于流域降雨径流污染-沿河截排系统溢流-海湾水动力水质联合模型,分析研究区溢流污染输出的时空变化规律及其对海湾水质的影响.结果表明,全年流域主要污染源为污水处理厂尾水污染和溢流污染;溢流污染占入河湾总污染负荷的30％左右,雨季升至50％左右,成为深圳河湾流域雨季最主要的污染源;溢流污染负荷季节...     

Suspended particulate matter in Jiaozhou Bay： Properties and variations in response to hydrodynamics and pollution

Based on water samples collected and observations of currents, tidal levels as well as turbidities taken, respectively over a period of 15 and 7 d, in southwestern Jiaozhou Bay on August, 2001, it was found that: ( i ) the average content of non mineral component amounted to 87% of the suspended sediment matter (SPM) in Jiaozhou Bay,much higher than in estuaries and bays where turbidity is high and mineral particulates dominates; (ii) in contrast to high turbid bays, SPM was generally coarser than bed deposits and in upper water column than in lower water column in Jiaozhou Bay; (iii) in fair weathers, suspended sediment concentration (SPC) varied regularly within tidal cycles and neap-spring cycles, but the regularity was deformed in storms; and (iv) SPC was controlled by settling/resuspension near the bed and by advection at the surface at the study site with a depth of 20 m, suggesting weak vertical exchanges. It was concluded that SPM property of a low turbid bay is sensitive to pollution, and that the maintenance of low turbidity in the bay depends on less SPM supply, low waves and currents, and controlling on discharge of particulate pollutants.     

正规半日潮港湾中的潮汐余流环流

根据湄洲湾和厦门湾这二个正规半日潮港湾的实测海流资料,获得了这二个港湾中几个典型海区的表层、5m层和底层潮汐余流,从而描述了其分布特征,证实了在正规半日潮港湾中可存在多个潮汐余流环流,讨论了风、岸形和底形等因素对潮汐余流的影响。     

三种机器学习模型在太湖藻华面积预测中的应用

基于2014—2018年太湖气象水文水质数据与卫星遥感数据,分别采用支持向量机(SVM)、长短记忆神经网络(LSTM)、极端梯度提升树(XGBoost)模型模拟全太湖、贡湖、南部沿岸区、中西北湖区的蓝藻水华(简称藻华)面积。结果表明:(a)XGBoost全太湖与分区藻华面积回归模型模拟效果较好,其次是SVM、LSTM回归模型;不同时间尺度下SVM、XGBoost回归模型对全太湖藻华面积模拟结果偏小,但有效模拟了藻华的发展趋势。(b)XGBoost分类模型在全太湖、中西北湖区模拟准确率较高,优于SVM、LSTM分类模型;在贡湖、南部沿岸区,3种分类模型准确率均较高。(c)以当天、提前1 d的气象水文水质因子作为全太湖与分区藻华面积模型输入,XGBoost回归与分类模型模拟精度较高、稳健性较好,预测应用情景较好。     

海洋初级生产力模式与遥感应用进展

综述近10余年来海洋初级生产力模式，包括基于叶绿素遥感观测的生产力模式研究的进展，从基本法和实例解析两方面入手，从单一水柱到全球不同空间尺度，作了较为全面的阐述，同时指出了存在的问题和发展的方向。     

缺资料流域SWAT适宜性模型校准新方法及应用

基于SWAT分布式水文模型,以伊犁河上游流域为研究区域,针对缺资料流域水资源评价关键问题,发展了一套综合流域特征、多时间尺度、多变量和多站点的适宜性模型校准新方法,应用中取得了较好的模拟结果:各站点在校准期和验证期均拟合较好,NSE和r~2均在0.6以上,最高达0.83,RE均在8%以内.结果表明模型在该校准方法下,较好地再现了流域的水文过程,其模拟结果可供流域水资源评价和管理参考.     

东京湾流场三维数值模拟

结合东京湾海水流动的特点，建立了求解其水流运动要素的三维数值模型。在模型中考虑了潮汐、风等的影响，沿水深方向可分成多层计算，定量地给出潮汐在各变化时刻的水流运动要素、潮位分布等。模拟计算结果表明计算值与实测值吻合很好。     

Crustal strain field in central japan, based on the wavelet analyzed GPS time-series data

In order to estimate the secular crustal deformation in central Japan, we adopted the wavelet technique to find and remove the data discontinuities associated with earthquakes and artificial errors, and also remove seasonal variations and white noises in the GPS time series data of daily co-ordinates obtained from the continuous GPS network, GEONET of GSI. The strain components were computed based on least-squares prediction method by using improved time series data.The motion velocities of GPS sites at uniform 7 km × 7 km grids were interpolated by adopting the empirical covariance function and then differentiated with respect to space to estimate strain rates.The estimated strain field shows that there existed a compressive regime in the entire region. Higher maximum shear strain rates of about 0.2 microstrain/a are shown in and around the Izu and Boso peninsulas, and Tokyo Bay. Relatively high maximum shear strain rates are also shown in the southern Tohoku district and another notable area along the coast of the Japan Sea,which nearly corresponds to the Shinanogawa seismic zone.