文档介绍：
海洋经济发展与海洋环境保护问题
摘
要
随着沿海经济的迅猛开展，近海海疆遭到越来越紧要的污染，使海疆环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体安康产生而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，那么应考虑湍流效应。此外，采纳坐标变换，可建立一种能够考虑困难地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海疆的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－〔湍流模型为根底，针对水温柔盐度分层流的流淌特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－〔单流体数学模型。也可以基于多流体模型的根本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进展模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型探究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波开展方程启程，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步探究，可使方程的色激性从入水到深水都到达很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更准确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由外表的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—
S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规那么波和不规那么波破裂引起的波高改变。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高改变和破裂波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的探究方面，对于弱流情形，可采纳一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采纳在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域匀称斜坡地形上的波浪辐射应力进展数值模拟。
在近海海疆污染物迁移转化数学模型探究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以探究近海海疆污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的根底上，针对近海海疆水污染的特点，从三维湍流模型启程，在动量方程中引入外表风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海疆污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染限制以及水域排污工程设计等供应重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境爱护策略，也具有非常重要的理论价值和应用前景。
应当指出，在海洋水质预料预报模型探究方面，数学模拟无疑是一种非常有效的手段，但不管是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是探究水质模型的技术关键，干脆影响到水质模型的科学性和预料实力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最根本的卷数是要通过根本机理的探究才能得到，在这方面物理模型试验探究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进试验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型试验探究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可探究非破裂波浪、破裂波浪及波流相互作用下水流的垂直构造，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间刚好间改变过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的根本特征和扩散系数。