• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引(EI)收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟

徐洪周 林晶 王东晓

徐洪周, 林晶, 王东晓. 基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟[J]. 水科学进展, 2009, 20(1): 92-98.
引用本文: 徐洪周, 林晶, 王东晓. 基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟[J]. 水科学进展, 2009, 20(1): 92-98.
XU Hong-zhou, LIN Jing, WANG Dong-xiao. Numerical study on pollutant transport in estuary based on age concept[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(1): 92-98.
Citation: XU Hong-zhou, LIN Jing, WANG Dong-xiao. Numerical study on pollutant transport in estuary based on age concept[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(1): 92-98.

基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟

基金项目: 广东省重大科技专项规划项目"基于卫星遥感的珠江口咸潮预测技术模型开发"(2007A032600002);中国科学院资源环境领域知识创新工程重要方向项目"南海北部海洋生态动力学特征研究"(KZCX3-SW-227);中国博士后科学基金资助项目(20080430638);美国国家海洋维护中心和美国Charleston近岸维护中心支撑的美国NOAA基金CORMP(Coastal Ocean Research and Monitoring Program)资助项目(NA16RP2675)
详细信息
    作者简介:

    徐洪周(1979- ),男,安徽怀宁人,博士,主要从事河口物理-生态耦合模拟研究.E-mail:hzxu@scsio.ac.cn

  • 中图分类号: P343.5

Numerical study on pollutant transport in estuary based on age concept

Funds: The study is financially supported by the Key Programs of the Chinese Academy of Science (No.KZCX3-SW-227)
  • 摘要: 根据Deleersnijder定义的一个平均年龄概念,运用耦合了物质输运模式的一个三维水动力-富营养化数值模型(HEM-3D),研究了位于美国北卡罗莱纳州Pamlico河口(PRE)的污染物输运时间在不同淡水流量影响下的分布情况。模型结果表明,在正常期,污染物被输运出PRE需要大约65d的时间。而在枯水期和洪水期,污染物分别需要230d和20d时间被输运出PRE。这表明物质输运过程明显受淡水流量的影响。污染物输运时间的空间变化显著受河口中盐度入侵的影响,咸水入侵在其可以达到的最大区域形成了一个盐度锋面,而这个锋面阻碍了污染物向外的输运。盐度层化对输运时间的垂向分布影响显著,输运时间垂向梯度随着盐度层化的增强而增大。
  • [1] TAKEOKA H.Fundamental concepts of exchange and transport time scales in a coastal sea[J].Continental Shelf Research,1984(3):311-326.
    [2] TAKEOKA H.Exchange and transport time scales in the Seto Inland Sea[J].Continental Shelf Research,1984(3):327-341.
    [3] 刘玉玲.浅水流动与污染物输运的高分辨率计算模型[J].水动力学研究与进展:A辑,2007,22(2):249-253.(LIU Yu-ling.High-resolution numerical model for shallow water flows and pollutant diffusions[J].Journal ofHydrodynamics:Ser.A,2002,22(2):249-253.(in Chinese))
    [4] 管卫兵,王丽娅,潘建明,等.POM模式在河口湾污染物质输运过程模拟中的应用[J].海洋学报,2002,24(3):9-17.(GUAN Wei-bing,WANG Li-ya,PAN Jian-ming,et al.Application of the Princeton Ocean Model to investigating pollutant transport in a frith[J].Acta Oceanologica Sinica,2002,24(3):9-17.(in Chinese))
    [5] 韩龙喜.三峡大坝施工期水环境三维数值预测方法[J].水科学进展,2002,13(4):427-432.(HAN Xi-long.3D numerical simulation for waterenvironment in the region of Three-Gorge Project during construction period[J].Advances in Water Science,2002,13(4):427-432.(in Chinese))
    [6] 乔方利,赵伟,袁业立.渤黄东海潮流长期物质输运研究[J].自然科学进展,2004,14(11):1265-1271.(QIAO Fang-li,ZHAO Wei,YUAN Ye-li.Study of long-term substance transport in tidal currents of Bohai Sea,Yellow Sea and East China Sea[J].Progress in Natural Science,2004,14(11):1265-1271.(in Chinese))
    [7] ZIMMERMAN J T F.Mixing and flushing of tidal embayments in the Western Dutch Wadden Sea,Part I:Distribution of salinity and calculation of mixing time scales[J].Netherlands Journal of Sea Research,1976,10:149-191.
    [8] STUIVER M,QUAY P,OSTLUND H.Abyssal water carbon-14 distribution and the age of the world ocean[J].Science,1983,219:849-851.
    [9] KEELING C D,BOLIN B.The simultaneous use of chemical tracers in oceanic studies,I:General theory of reservoir models[J].Tellus,1967,19:566-581.
    [10] KEELING C D,BOLIN B.The simultaneous use ofchemical tracers in oceanic studies,II:A three reservoirs model of North and South Pacific Ocean[J].Tellus,1968,20:17-54.
    [11] BOLIN B,RODHE H.A note on the concept of age distribution and transit time in natural reservoirs[J].Tellus,1973,25:58-63.
    [12] BOLIN B,STOMMEL H.On the abyssal circulation of the worldocean IV.Origin and rate of circulation of deep ocean water as determined with the aid of tracers[J].Deep Sea Research,1961,8:95-110.
    [13] LIN J,XU H,CUDABACK C,et al.Inter-annual variability of hypoxia conditions in a shallow estuary[J].Journal of Marine System,2007,doi: 10.1016/j.jmarsys.2007.10.011.
    [14] DELEERSNIJDER E,CAMPIN J M,DELHEZ E J M.The concept ofage in marine modeling,I:Theory and preliminary model results[J].Journalof Marine System,2001,28:229-267.
    [15] HAMRICK J M.A three-dimensional environmental fluid dynamics computer code:Theoretical and computational aspects[R].Virginia:Virginia Institute of Marine Science/School of Marine Science,the College of William and Mary,1992.
    [16] HAMRICK J M.User's manual of the environmental fluid dynamics computer code[R].Virginia:Virginia Institute of Marine Science/School ofMarine Science,the College of William and Mary,1996.
    [17] PARK K,KUO A Y,SHEN J,et al.A three-dimensional hydrodynamic eutrophication model (HEM-3D):Description of water quality and sediment process sub-models[R].Virginia:Virginia Institute of Marine Science/School of Marine Science,the College of William and Mary,1995.
    [18] KUO A Y,SHEN J,HAMRICK J M.The effect of acceleration on bottom shear stress in tidal estuaries[J].ASCE Journal of Waterways,Port,Coastal and Ocean Engineering,1996,122:75-83.
    [19] LIN J,KUO A Y.A model study of turbidity maxima in theYork River Estuary,Virginia[J].Estuaries,2003,26(5):1269-1280.
    [20] LIN J,XIE L,PIETRAFESA L J,et al.Dissolved oxygen stratification in two micro-tidal partially-mixed estuaries[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,2006,70:423-437.
    [21] SHEN J,BOON J D,KUO A Y.A modeling study of a tidal intrusion front and its impacts on larval dispersion in the James River estuary,Virginia[J].Estuaries,1999,22(6):681-692.
    [22] SHEN J,HAAS L.Calculating age and residence time in the tidal York River using three-dimensional model experiments[J].Estuarine,Costal and Shelf Science,2004,61(3):449-461.
    [23] SHEN J,LIN J.Modeling study of the influences of tide andstratification on age of water in the tidal Jams River[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,2006,68:101-112.
    [24] PARK K,JUNG H S,KIM H S,et al.Three-dimensional hydrodynamic eutrophication model (HEM-3D):application to Kwang-Yang Bay,Korea[J].Marine Environmental Research,2005,60:171-193.
    [25] DITORO D M,FITZPATRICK J J.Chesapeake Bay sediment flux model,Contract Report EL-93-2[R].Vicksburg:US Army Engineer Waterways Experiment Station,1993:316.
    [26] STANLEY D W,NIXON S W.Stratification and bottom-water hypoxia in the Pamlico River Estuary[J].Estuaries,1992,15(3):270-281.
    [27] YANG Z,HAMRICK J M.Optimal control of salinity boundary condition in a tidal model using a variational inverse method[J].Estuary,Coastal and Shelf Science,2005,62:13-24.
    [28] MACCREADY P.Toward a unified theory of tidally-averaged estuarine salinity structure[J].Estuaries,2004,27 (4):561-570.
  • [1] 古力米热·哈那提, 张音, 关东海, 刘迁迁, 苏里坦.  生态输水条件下塔里木河下游断面尺度地下水流数值模拟 . 水科学进展, 2020, 31(1): 61-70. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.007
    [2] 张新周, 陈星, 窦希萍, 赵晓冬, 夏威夷, 缴健, 许慧.  山溪性强潮河口最大浑浊带形成机制及其模拟 . 水科学进展, 2019, 30(1): 84-92. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.009
    [3] 张琴, 杨洁, 张晓.  考虑泥沙影响的污染物输运年龄数值模拟 . 水科学进展, 2019, 30(3): 411-422. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.011
    [4] 陈孝兵, 郑春阳, 袁越.  河床沉积物非均质性影响下的潜流交换数值模拟 . 水科学进展, 2019, 30(2): 220-229. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.007
    [5] 假冬冬, 周建银, 邵学军, 张幸农.  深水库区细颗粒淤积物重力驱动流动数值模拟——以三峡水库为例 . 水科学进展, 2018, 29(1): 57-63. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.007
    [6] 王协康, 周苏芬, 叶龙, 王海周.  长江与嘉陵江交汇区水流结构的数值模拟 . 水科学进展, 2015, 26(3): 372-377. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.03.009
    [7] 魏娟, 李然, 康鹏, 刘盛赟.  水流交汇区污染物输移扩散特性 . 水科学进展, 2012, 23(6): 822-828. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1757.009
    [8] 张学庆, 王鹏程, 石明珠, 刘晓敏, 赵骞.  大辽河口存留时间和暴露时间数值模拟 . 水科学进展, 2012, 23(5): 709-714. doi: CNKI: 32.1309.P.20120824.1606.013
    [9] 周浩澜, 陈洋波.  城市化地面二维浅水模拟 . 水科学进展, 2011, 22(3): 407-412.
    [10] 胡旭跃, 张青松, 马利军.  过渡段对连续弯道水流影响的数值模拟 . 水科学进展, 2011, 22(6): 851-858.
    [11] 刘浩, 潘伟然.  渤海层化结构及潮汐锋面季节变化的数值研究 . 水科学进展, 2007, 18(3): 398-403.
    [12] 史宏达, 刘臻.  溃坝水流数值模拟研究进展 . 水科学进展, 2006, 17(1): 129-135.
    [13] 谢水波, 刘奇, 张晓健, 陈泽昂, 李仕友.  尾矿库区地下水中U(Ⅵ)的反应-输运耦合模拟及其参数分析 . 水科学进展, 2006, 17(6): 803-807.
    [14] 王志东, 汪德爟.  含闸墩溢流坝三维过坝水流数值模拟 . 水科学进展, 2004, 15(6): 735-738.
    [15] 戴会超, 魏文礼.  曲线坐标系二维带自由表面强紊动水流数值模拟 . 水科学进展, 2004, 15(6): 728-734.
    [16] 吴作平, 杨国录, 甘明辉.  河网水流数值模拟方法研究 . 水科学进展, 2003, 14(3): 350-353.
    [17] 钱家忠, 汪家权, 葛晓光, 张寿全, 李如忠.  我国北方型裂隙岩溶水流及污染物运移数值模拟研究进展 . 水科学进展, 2003, 14(4): 509-512.
    [18] 王玲玲, 严忠民.  石梁河水库消力池强紊动水流的数值模拟 . 水科学进展, 2002, 13(3): 363-367.
    [19] 余明辉, 张小峰.  平面二维溃堤水流泥沙数值模拟 . 水科学进展, 2001, 12(3): 286-290.
    [20] 胡振红, 沈永明, 郑永红, 邱大洪.  温度和盐度分层流的数值模拟 . 水科学进展, 2001, 12(4): 439-444.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  145
  • HTML全文浏览量:  23
  • PDF下载量:  525
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-01-07
  • 刊出日期:  2009-01-25

基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟

    基金项目:  广东省重大科技专项规划项目"基于卫星遥感的珠江口咸潮预测技术模型开发"(2007A032600002);中国科学院资源环境领域知识创新工程重要方向项目"南海北部海洋生态动力学特征研究"(KZCX3-SW-227);中国博士后科学基金资助项目(20080430638);美国国家海洋维护中心和美国Charleston近岸维护中心支撑的美国NOAA基金CORMP(Coastal Ocean Research and Monitoring Program)资助项目(NA16RP2675)
    作者简介:

    徐洪周(1979- ),男,安徽怀宁人,博士,主要从事河口物理-生态耦合模拟研究.E-mail:hzxu@scsio.ac.cn

  • 中图分类号: P343.5

摘要: 根据Deleersnijder定义的一个平均年龄概念,运用耦合了物质输运模式的一个三维水动力-富营养化数值模型(HEM-3D),研究了位于美国北卡罗莱纳州Pamlico河口(PRE)的污染物输运时间在不同淡水流量影响下的分布情况。模型结果表明,在正常期,污染物被输运出PRE需要大约65d的时间。而在枯水期和洪水期,污染物分别需要230d和20d时间被输运出PRE。这表明物质输运过程明显受淡水流量的影响。污染物输运时间的空间变化显著受河口中盐度入侵的影响,咸水入侵在其可以达到的最大区域形成了一个盐度锋面,而这个锋面阻碍了污染物向外的输运。盐度层化对输运时间的垂向分布影响显著,输运时间垂向梯度随着盐度层化的增强而增大。

English Abstract

徐洪周, 林晶, 王东晓. 基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟[J]. 水科学进展, 2009, 20(1): 92-98.
引用本文: 徐洪周, 林晶, 王东晓. 基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟[J]. 水科学进展, 2009, 20(1): 92-98.
XU Hong-zhou, LIN Jing, WANG Dong-xiao. Numerical study on pollutant transport in estuary based on age concept[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(1): 92-98.
Citation: XU Hong-zhou, LIN Jing, WANG Dong-xiao. Numerical study on pollutant transport in estuary based on age concept[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(1): 92-98.
参考文献 (28)

目录

    /

    返回文章
    返回