文档介绍：第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会文集深圳湾停留时间数值模拟万由鹏,毛献忠(清华大学深圳研究生院环境工程与管理研究中心,518055,Email:也量Q翟@§圣:蛔卫曲丛垦:鲤坠:Qn) 摘要:停留时间是表征海湾内水体交换效率重要的水动力参数。本研究采用EFDc模型建立深圳湾三维水动力计算模型,通过实测资料的验证,计算结果和实测资料基本吻合,并利用数值示踪试验的方法计算深圳湾不同潮汐条件下的停留时间。计算结果表明,深圳湾在低、高潮位时刻投加示踪剂停留时间差异很大,,深圳湾沿着中轴线由内湾至湾口,停留时间逐渐减小,湾内8d左右,到湾口,停留时间约为2d。关键词:停留时间;水动力三维模型;数值示踪方法;深圳湾 1引言深圳湾位于珠江口内伶仃洋以东,是半封闭型海湾,北接深圳经济特区,南邻香港新界,东连深圳河,见图l。深圳湾西南走向,长约14 km,“.5 km 之间,, m。直接汇入深圳湾的内陆河深圳一侧主要有深圳河、大沙河与新洲河,香港一侧主要有元朗河。其中深圳河是深圳和香港的界河,也是进入深圳湾径流的主要来源, 约占70%。据1995年11月至1996年lO 月和1998年6月至1999年6月在深圳河落马洲断面流鼍测副¨,,s,。据分析 J,枯水期径流基本来自污水,丰水期50% 以上径流是污水。因此,内陆河流和深圳湾污染严重,尤其是营养物,每年输送进图l深圳湾地理位置入深圳湾的污染物十分巨大。致使深圳湾水体污染也非常严重。丰富的营养盐为湾内浮游植物的生长提供了充足的养料,致使深圳湾成为一个赤潮高发区。据统计,,共发生赤潮23次,平均每年一次,. 第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会文集部。污染物迁移转换以及赤潮水华在海湾的输移等过程与海湾内水动力状况密切相关,而水停留时间是表征水体交换效率的重要水动力参数。通常,水停留时间指物质从进入水体到被冲刷出去所经历的平均时剐21。本研究建立深圳湾的三维水动力学数值模型,利用数值示踪试验的方法,计算深圳湾的停留时间。 2模型建立 EFDC(EnvironmentaI FluidDynamics Code)模型由美国维古尼亚海洋研究所的Hamrick 等【31开发的,包括水动力模块、泥沙输运模块、污染物输运模块和水质模块等,是美国环保署推荐使用的河口海湾水动力水质模型。EFDC模型采用垂向静压分布、自由表面假定的三维水动力方程。在。坐标变换下,z=(z‘+h)/(f+h),其连续方程、动量方程和状态方程分别为【4—5】: a,(mf)+a,(朋y月k)+a,(册,胁)+a:(研w)=O a,(朋日圳+a,(肌y月k砂+ay(m,胁“)+a,(mw“)一(形十Va,研y一“ay聊,)月V =一肌,Ⅳa,(gf+p)一肌,(a。办一柏,H)a:p+a:(,刀日叫4a:“)+Q a,(所^M+a,(7够驯+a,(7吼m)+a:(聊wV)+(,矿+Va,”~一砧ay纾k)乒,“=一豫日ay(gf+p)一%(ay办一zay何)a:p+a:(删-14a:V)+Q alp=一gHLp—pop:=一gHb p=pop.