挖入式港池水体交换数值模拟研究.pdfVIP

ｄｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１９２３５２０１４０１００６　　　　　　　　　　　　 　 　 　２０１４年第１期 ·ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲ　人民珠江 挖入式港池水体交换的数值模拟研究 １ １ ２ 刘 培 ，王 华 ，黄 力 （１．珠江水利科学研究院，广东 广州 ５１０６１０；２．河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏 南京 ２１００９８） 摘 要：挖入式港池口门的束窄减小了港池水体进出的通道，使得内外水体交换率降低，导致港池内污染蓄积，问 题日益突出。以江苏吕四边滩挖入式港池为例，采用对流扩散模型对该问题进行模拟研究，重点研究边滩挖入式 港池水体交换特征以及平面布局上导流堤长度对港池水体交换的的影响。 关键词：水体交换；挖入式港池；导流堤；对流扩散；半交换期 中图分类号：Ｐ３３３．１　　文献标识码：Ｂ　　文章编号：１００１９２３５（２０１４）０１００２３０６ ０　前言 ｋｍ，口门宽１５ｋｍ，水道中段（吕四海洋站附近）宽４５ｋｍ，尾 海港内的水体与外海的交换是海洋环境研究的一个重 部在如东浅滩消失，口门处两个０ｍ线以上的沙洲，将口门 要课题。许多专家对此开展了有益的研究。Ｔｏｓｈｉｙｕｋｉ等［１］ 分为北水道、中水道和南水道。水道内有两条 －１０ｍ的深 运用粒子追踪方法说明海峡水交换的主要部分不是由湍流 槽，一条在水道中段，另一条在口门南水道。两条深槽之间 扩散造成的，而是由潮流的动态过程影响的；赵亮、魏皓等［２］ 为一宽约１０ｋｍ的浅段，平均深度约－８ｍ。水道海域潮流 指出流场结构对湾内水交换起了决定性作用；张淑珍、俞光 为规则半日潮，最大流速出现在中潮位附近，呈驻波性质；深 ［３］ ［４］ 耀等 指出不同海域水交换活跃程度是不同的；杜伊 得出 槽区的潮流呈现往复流，流速较大；北、中水道呈涨潮水道性 ［５］ 水交换能力的强弱与纳潮量的大小成正比；王寿景 得出了 质，南水道呈落潮水道性质。由于受外围众多沙洲的掩护， 潮流引起的海水交换要比余流引起的大，以及夏季的海水交 小庙洪水道海域风浪总的来说较小。 换会比冬季大的结论。 由于目前关于水体交换方面的研究大多针对大型海湾， ［６］ 对挖入式港池研究较少，有关边滩挖入式港池鲜有报道 。 本文以江苏省启东市吕四港镇边滩挖入式港池为例，对挖入 式港池水交换问题进行了模拟计算；运用对流扩散模型模拟 港内水体示踪剂浓度的变化，来反映港池内不同区域水交换 能力的强弱；通过粒子追踪模型模拟出港池内典型位置水质 点的运移状况，用以分析港池水体交换的不均匀性。 １　研究区域概况 小庙洪水道是江苏吕四港镇外辐射沙脊群区最南面，也 ［７］ 是距岸最近的一条潮汐水道 （图１）。水道走向呈ＮＮＷ－ 图１　小庙洪水道位置示意 ＳＥＥ向，深槽距海堤０ｍ线３５～６０ｋｍ不等，水道长约３８ 收稿日期：２０１３１０３１ 作者简介：刘培，女，安徽宣城人，主要从事水动力、水环境的方面工作。 檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶 （上接第２２页） ３６：３２１－３５１ ［４］ＨａｒｔｅｎＡＨｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓｆｏｒｈｙｐｅｒｂｏｌｉｃｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｌａｗｓ 参考文献： ［Ｊ］ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏ