曹妃甸湿地水动力及水体交换特性研究

论文摘要

湿地作为全球的三大生态系统之一,正在面临着不同程度的退化。而湿地水体作为湿地生态环境的补给者,水质的优劣直接决定了湿地生态环境的好坏。湿地水域的景观功能和水质的优劣常常受到水体交换能力的影响,因此掌握水体的水动力和水体交换规律具有重要意义。本文以曹妃甸湿地水域为研究背景,建立了水动力及对流扩散模型,讨论了曹妃甸湿地水域在不同引水流量调控下的流场情况、水体置换情况以及水体更新时间情况。(1)以曹妃甸湿地水域为研究背景,建立了水动力、对流扩散数学模型,给出了数学模型中的主要参数设置,通过分析水深、流速的实测数据和模拟数据,进而校核和验证了数学模型的准确性。(2)本文通过采用流速小于0.000 5 m/s和流速小于0.001 m/s的两种滞水区,分析了不同流量工况下该水域两种滞水区面积的变化情况。结果表明,两种类型的滞水区面积均随着流量的增加而逐渐减小,但是当流量增加到一定程度时,两种类型的滞水区面积变化均逐渐趋于稳定,不再有大幅度的减小。(3)本文引入了水体置换率的研究方法,分析了不同流量工况下的水体交换能力。结果表明,水体置换率随着引水流量的增加和引水时间的加长而升高并且逐渐趋于稳定;在不同的引水流量工况下,引水时间达到30天时,水体置换率均不再有明显增幅,但是最终整个水域在各种流量工况下均没有达到完全的水体交换。(4)本文对曹妃甸湿地水域在不同引水流量以及不同引水时间情况下的水体更新时间情况进行了分析。结果表明,曹妃甸湿地水域水体更新时间随着引水流量的增大而减小,水体更新时间对引水流量具有较强的敏感性;研究区域大部分水域水体更新时间较短,但在几个典型湖泊的湖湾处水体更新时间较长,并且湖湾处的水体更新时间并没有随流量的增加而有大幅度的减小。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 国外研究现状
•     1.2.2 国内研究现状
•   1.3 研究内容
• 第二章 研究区域及模型建立
•   2.1 研究区域
•   2.2 数值模拟理论
•     2.2.1 MIKE21 软件特点
•     2.2.2 MIKE21 模块基本原理
•     2.2.3 水体交换能力
•   2.3 模型建立与验证
•     2.3.1 模型范围及网格划分
•     2.3.2 模型设置
•     2.3.3 模型验证
•   2.4 本章小结
• 第三章 湿地水域流场分析
•   3.1 流场分布模拟结果
•     3.1.1 正常工况
•     3.1.2 洪水工况
•   3.2 流场情况分析
•   3.3 本章小结
• 第四章 水体置换率与水体更新时间研究
•   4.1 水体置换率研究
•     4.1.1 水体置换率模拟结果
•     4.1.2 水体置换率分析
•   4.2 水体更新时间研究
•     4.2.1 水体更新时间模拟结果
•     4.2.2 水体更新时间分析
•   4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张伟星

导师: 齐清兰

关键词: 湿地,数值模拟,水体交换,水体置换率,更新时间

来源: 石家庄铁道大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地球物理学

单位: 石家庄铁道大学

分类号: P333

DOI: 10.27334/d.cnki.gstdy.2019.000025

总页数: 66

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