广东西部近海潮波数值模拟

摘要

核电厂作为电能的主要来源之一，在国民经济建设中占有重要的地位。随着我国经济的快速发展，整个社会对电力的需求量与日俱增，在东南部沿海经济发达城市表现尤为明显。为了缓解能源供需紧张的矛盾，核电厂大规模的建设起来，但电厂废热水排放对周围水体造成了环境污染问题。为了防止温排水引起的热污染，对水域流场及温升分布做出模拟预报是极其必要的。但多数情况下研究海域范围很大，实测的流场、水温资料很少或不足，要进行水温的模拟预报是十分困难的。这就需要对区域的水流、潮波流场进行模拟分析，从而为温升预报提供科学依据。论文利用MIKE21模型对广东拟选电厂问题进行了较为详细的分析研究。 论文首先介绍了MIKE21模型的原理和前后处理工具，然后利用模型对复式河道和水库的水流分别进行了模拟研究，模拟结果合理正确，表明MIKE21模型可用来模拟河道水库的流场分布。在此基础之上，结合广东拟选电厂厂址项目将模型应用到广东西部海域，对计算区域进行网格划分，模拟研究区域的潮位流场变化，在潮位、潮流流速验证合理的基础上，分析其二维流场分布。通过研究发现本海区全日潮占主导地位，全日潮的传播规律基本可以代表本海区的潮波传播规律。从潮波的传播方向看：落潮期间，潮波由北部湾进入雷州半岛近海，向东南方向传播，进入琼州海峡；涨潮则相反，潮波由琼州海峡进入北部湾，沿雷州半岛西岸向西北方向传播。 通过对广东西部海域潮波的数值模拟，可以得到研究区域内某一位置某一时刻的潮位与流速分布，计算结果与实测值对比分析发现二者十分接近，表明流场模拟结果是合理的。流场模拟结果不但可为温升模拟提供数据支持，而且也可为电厂选址提供科学依据。说明MIKE21模型适用于此类工程问题的模拟研究。

目录

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第一章绪论

1.1问题的提出

1.2研究浅水流动的目的和意义

1.2.1浅水流动的力学意义

1.2.2实际问题中的浅水流动

1.2.3浅水模拟应用

1.2.4计算浅水动力学的进展

1.2.5计算浅水动力学的常用方法

1.3研究内容

第二章MIKE21模型原理和功能

2.1模型简介

2.2模型的基本原理

2.2.1计算方程组

2.2.2空间离散

2.2.3时间离散

2.3控制方程的参数确定

2.3.1边界条件

2.3.2床底应力

2.3.3风应力

2.3.4克朗数(Courant Number)

2.3.5涡粘系数

2.3.6冰盖作用

2.3.7潮汐势能

2.3.8波浪辐射

2.3.9热交换

2.3.10扩散系数(Dispersion Coefficients)

2.4模型界面及结构功能

第三章研究区域概况

3.1雷州半岛自然概况

3.1.1地理位置

3.1.2地形地貌

3.1.3气候特点

3.1.4河流

3.1.5土壤与植物

3.2社会经济概况

3.2.1基本概况

3.2.2人口与耕地

3.2.3主要经济指标

3.3北部湾自然概况

3.3.1地理位置

3.3.2气候类型

3.3.3地质地貌

3.3.4洋流水温

3.3.5自然资源

第四章MIKE21模型的验证和应用

4.1复式河道水流模拟

4.2闲林水库水流特性模拟

4.2.1 工程背景

4.2.2流域概况

4.2.3水环境现状分析

4.2.4计算范围

4.2.5计算网格

4.2.6计算参数选取

4.2.7计算结果及分析

4.2.8验证分析

4.2.9各测点的流速比较研究

4.2.10结论

4.3广东电厂

4.3.1 工程背景

4.3.2地形资料

4.3.3水文资料

4.3.4计算范围

4.3.5计算网格

4.3.6计算参数的选取

4.3.7模型参数率定与验证

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢