沿海锋面水动力过程引发的微生物响应研究进展与启示

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作者 卢涵 祁文龙 +1 位作者 贺娟 王鹏 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第4期178-186,共9页

海洋锋面是河口-近海连续体中重要的(亚-)中尺度物理过程,调控着微生物群落的多样性、分布格局及生态功能。基于已有研究,本文系统综述了悬沙锋、羽流锋、上升流锋面、潮汐锋面以及陆架坡折锋的固有特性、形成机制及生态效应;重点阐明... 海洋锋面是河口-近海连续体中重要的(亚-)中尺度物理过程,调控着微生物群落的多样性、分布格局及生态功能。基于已有研究,本文系统综述了悬沙锋、羽流锋、上升流锋面、潮汐锋面以及陆架坡折锋的固有特性、形成机制及生态效应;重点阐明锋面动力过程(辐聚效应、次级环流与垂向混合等)如何通过驱动环境梯度、营养输运和有机颗粒物迁移,影响微生物群落的种群多样性、组装模式、代谢功能及生物地球化学循环。锋面的水动力过程可以为浮游微生物获取营养物质、进行生物生命活动提供便利的途径及机械动能。锋面辐聚效应可以改善锋区光照条件,提升锋区的初级生产力,进而影响微生物群落的结构多样性与营养循环。锋面系统的横向输运与垂向混合过程则显著影响着微生物群落的分布模式、胞外酶的活性表达及群落的扩散与融合。基于前人研究,本文还总结了随机性过程(如扩散限制)和确定性过程对锋面微生物群落组装的相对重要性,并探讨了种间关系等生物相互作用的重要性。 展开更多

关键词 海洋锋面 生态效应 水动力过程 耦合机制 微生物群落结构 微生物群落组装

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岩溶区库水渗漏涌入隧道的水动力过程模拟分析 被引量：2

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作者 王晓晓 夏强 +2 位作者 曹聪 许模 陈明浩 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第4期101-111,共11页

【目的】隧道施工对地质环境造成扰动,尤其在岩溶区可能会诱发高位水库渗漏并引起库水涌入隧道的现象,需要针对这一过程的动力学解析或模拟。【方法】以重庆歇马隧道施工过程中大烂池水库渗漏引起的隧道大量涌水为案例,使用ModelMuse软... 【目的】隧道施工对地质环境造成扰动,尤其在岩溶区可能会诱发高位水库渗漏并引起库水涌入隧道的现象,需要针对这一过程的动力学解析或模拟。【方法】以重庆歇马隧道施工过程中大烂池水库渗漏引起的隧道大量涌水为案例,使用ModelMuse软件建立地下水流数值模型,采用Reservoir模块刻画水库的水位-库容变化,将水库渗漏通道概化为具有较高渗透性的强渗透带,利用PEST反演程序自动校准模型参数。【结果】结果显示:隧道涌水量模拟值与实测值拟合决定系数R~2达到0.886 6,拟合效果较好,模拟实现了隧道涌水量激增的过程;地下水流场的平、剖面均反映了库水漏失涌入隧道的水动力场演化过程,也表现了随着隧道开挖、衬砌,库水位先降落后回升的变化趋势;水均衡分析表明水库总渗漏量的30%通过强渗透带进入隧道,也验证了隧道涌水对库水变化的滞后响应。【结论】结果表明,数值模拟可较好地反映库水涌入隧道的过程,为相似地质条件的隧道涌突水防治提供参考。 展开更多

关键词 岩溶区 隧道施工 库水渗漏 Reservoir模块 隧道 水动力过程 数值模拟

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鄱阳湖水利枢纽对江湖洪期水动力过程的影响

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作者 刘玉娇 余明辉 +1 位作者 黄宇云 吴华莉 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期9-15,共7页

鄱阳湖作为通江湖泊,其洪水大小由多因素共同决定,湖区洪灾频繁。鄱阳湖水利枢纽工程建设后将对洪期复杂水动力过程造成影响。为评估其影响,建立了包括鄱阳湖湖区和尾闾以及长江九江到八里江段在内的平面二维水动力模型,对1954年大洪水... 鄱阳湖作为通江湖泊,其洪水大小由多因素共同决定,湖区洪灾频繁。鄱阳湖水利枢纽工程建设后将对洪期复杂水动力过程造成影响。为评估其影响,建立了包括鄱阳湖湖区和尾闾以及长江九江到八里江段在内的平面二维水动力模型,对1954年大洪水和1991年倒灌2种灾害型洪期过程进行情景模拟,分析了枢纽对长江和湖区可能造成的影响。结果表明:枢纽工程使湖口出流过程更加平缓,具有一定的削峰作用,对长江洪水位基本无影响;1954年大洪水过程,枢纽使湖区水位升高,代表水文站水位壅高最大值为0.021 m;1991年倒灌过程,枢纽使湖区水位降低,湖区水位变化的趋势与湖口流量变化趋势一致,相位稍滞后于流量过程。研究成果可为江湖水安全管理提供技术支撑。 展开更多

关键词 水动力过程 鄱阳湖 水利枢纽 洪期 MIKE21 FM模型 数值模拟

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基于光滑粒子数值方法的坡面水动力过程模拟研究 被引量：2

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作者 莫诗玙 田丽蓉 顾声龙 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第10期124-136,共13页

【目的】为模拟降雨后在不透水边界层上的坡面流水动力过程,【方法】建立了一种基于浅水方程(SWE)的降雨-径流模型(SWE-SPH-RR)。SWE-SPH-RR模型采用光滑粒子数值方法求解一维浅水方程,该数值方法通过改变流体粒子质量来模拟降雨输入,... 【目的】为模拟降雨后在不透水边界层上的坡面流水动力过程,【方法】建立了一种基于浅水方程(SWE)的降雨-径流模型(SWE-SPH-RR)。SWE-SPH-RR模型采用光滑粒子数值方法求解一维浅水方程,该数值方法通过改变流体粒子质量来模拟降雨输入,采用粒子重构技术实现了无需新的入流粒子来模拟坡面径流过程。利用该模型分别模拟了四个不透水边界层上的降雨-径流案例,分析了不同降雨强度和地形坡度等变量对坡面径流水动力学特性的影响。【结果】结果表明:无论是恒定降雨或非恒定降雨时,模型都能够较好地捕捉坡面上的急流、缓流现象,模拟值与试验值在出口流量或水深等方面具有较好的一致性,平均相对误差均在5%以内。在三种不同坡度组合的地形上施加降雨时,陡坡上产生的径流动量较大,与缓坡上的径流相遇时会在流量图中出现凸起现象,这与试验得到的结果趋势基本一致,说明该模型对于复杂地形和混合流态同样适用,能够准确建模并表现出良好的性能。对于出口流量结果中出现了少数的数值振荡问题,可能需要调整人工粘性项的参数,或是使用其他出流边界,以抑制振荡波的发生。【结论】该模型框架简单,计算结果合理准确,能够较好地模拟不同地形和降雨模式下的坡面流过程,具有一定的可行性和可靠性。 展开更多

关键词 降雨 数值模拟 坡面水动力过程 光滑粒子数值方法(SPH) 浅水方程(SWE) 变质量粒子 粒子重构技术

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崇明东滩盐沼潮沟水动力过程观测与分析 被引量：12

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作者 辛沛 金光球 +1 位作者 李凌 宋志尧 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期74-79,共6页

2007年7月在上海崇明东滩盐沼内部采用复合测量手段进行了现场观测,对取得的盐沼水动力过程数据进行了较系统的分析。崇明东滩盐沼内部的观测及分析结果表明:(1)潮沟及盐沼表面对潮波产生严重阻尼作用,潮波传播至盐沼内部时,潮沟水位波... 2007年7月在上海崇明东滩盐沼内部采用复合测量手段进行了现场观测,对取得的盐沼水动力过程数据进行了较系统的分析。崇明东滩盐沼内部的观测及分析结果表明:(1)潮沟及盐沼表面对潮波产生严重阻尼作用,潮波传播至盐沼内部时,潮沟水位波动明显异于外海,水位上升极快,而下降慢。当潮沟有退水时,涨潮初期的当地水位上升并不是潮水进入潮沟的结果,而是流向相反的潮沟进口涨潮水和潮沟内退潮水形成的水位壅高;(2)潮波进入盐沼内部时,风具有一定作用,向岸风可抬高潮沟及盐沼内部水位,离岸风反之;(3)潮沟水流流速与潮沟水位变化率、外海潮位变化率都不存在相关关系;(4)潮沟水位低时,过流断面较小,涨潮水进入潮沟时,潮沟水一旦改变流向,就具备很高的流速并伴随流速峰值的出现。潮沟水向盐沼表面漫溢时,过流断面突变,潮沟流速出现峰值。由于潮沟退潮水位变化慢,盐沼表面水归槽时并没有产生潮沟流速峰值。根据崇明东滩观测结果,概括了盐沼水动力过程的影响因素,指出了以后研究应重视的问题。 展开更多

关键词 盐沼 潮沟 观测 崇明东滩 水动力过程

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河道潜流交换水动力过程现场监测研究进展 被引量：8

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作者 蔡奕 石涛 +3 位作者 姚俊兰 刘曙光 阮西科 徐佳 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期638-648,共11页

河道潜流带是河水与地下水交互作用的关键过渡区,具有高度的动态性和敏感性,频繁的水力交换易引发其内部的生物地球化学反应,并对河流生态安全产生重要影响。为提高河道潜流交换水动力监测结果的真实性和有效性,介绍渗流、水压、溶质、... 河道潜流带是河水与地下水交互作用的关键过渡区,具有高度的动态性和敏感性,频繁的水力交换易引发其内部的生物地球化学反应,并对河流生态安全产生重要影响。为提高河道潜流交换水动力监测结果的真实性和有效性,介绍渗流、水压、溶质、温度等监测方法及其适用性,归纳河床和河岸的监测点布设参数和不同监测手段的数据采集频率,系统总结河段、河床及河岸的潜流交换理论与计算方法,探讨导致潜流监测结果不确定的因素。针对现有监测方法的不足和未来研究的发展方向,提出今后需加强多方法联合监测和多技术集成的应用,开展河岸侧向潜流监测及不确定性分析等工作,为潜流带水文-生物地球化学过程耦合机制研究提供可靠数据。 展开更多

关键词 潜流交换 水动力过程 现场监测 时空尺度 不确定性

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黄土坡面径流水动力过程试验研究 被引量：3

7

作者 赵海滨 张营营 +1 位作者 姚文艺 申震洲 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期28-31,共4页

通过室内坡面径流冲刷试验对坡面流水动力过程进行研究,分析坡面流水动力要素过程变化规律。结果表明:在不同坡度情况下,坡面平均流速随时间的变化过程可以划分为增加、减小、波动平衡状态3个不同的阶段;坡面坡度越大则坡面平均流速随... 通过室内坡面径流冲刷试验对坡面流水动力过程进行研究,分析坡面流水动力要素过程变化规律。结果表明:在不同坡度情况下,坡面平均流速随时间的变化过程可以划分为增加、减小、波动平衡状态3个不同的阶段;坡面坡度越大则坡面平均流速随时间的变化过程的阶段性越明显;在不同的坡度情况下,整个坡面、整个试验过程的平均水深和平均流速总体随着流量的增大而增大;在同一坡度下,坡面平均水深和平均流速并非随流量的增加而线性增加,其随时间过程线具有波动性,存在着相互交叉的现象;在不同的坡度情况下,坡面各断面平均流速总体有沿程增大的趋势;在同一坡度下,坡面平均流速并非沿程线性增加,坡面平均流速沿程分布线具有波动性,存在着相互交叉的现象。 展开更多

关键词 坡面流 水动力过程 流速

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三峡水库不同水位运行下大宁河水动力过程模拟 被引量：3

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作者 刘广龙 余明星 +3 位作者 石巍方 朱端卫 王雨春 周怀东 《水资源与水工程学报》 CSCD 2017年第5期150-155,共6页

三峡大坝的建成运行对库区支流水动力过程具有重要影响。以三峡库区支流大宁河为例,基于Delft3D模型,建立了大宁河大昌到长江口段平面二维水动力模型,并对三峡水库高水位和低水位运行条件下大宁河的水动力特征进行模拟计算,得到大宁河... 三峡大坝的建成运行对库区支流水动力过程具有重要影响。以三峡库区支流大宁河为例,基于Delft3D模型,建立了大宁河大昌到长江口段平面二维水动力模型,并对三峡水库高水位和低水位运行条件下大宁河的水动力特征进行模拟计算,得到大宁河模拟区段水流流场的沿河分布。模拟结果表明:不管是三峡水库低水位或高水位运行,大宁河整体流速缓慢,均低于0.04 m/s;河流库湾区低水位时流速低于0.01 m/s,高水位时低于0.001 m/s,呈现明显的"湖相"特征,水体自净能力极大地削弱,易发"水华",影响大宁河水质安全。研究结果可为三峡库区支流的区域化管理提供决策参考。 展开更多

关键词 不同水位运行 Delft 3D模型 水动力过程模拟 三峡库区 大宁河

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侧向潜流交换水动力过程及生态环境效应 被引量：7

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作者 朱新丽 金光球 +2 位作者 姜启豪 魏杰 李凌 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2017年第3期15-21,共7页

鉴于侧岸潜流带中发生着强烈的生物地球化学作用,其独特而复杂的水动力特性对水生生态系统及生态环境有重要作用。通过分析总结前人对侧岸潜流带所做的研究,阐明了侧岸不同方向上潜流交换过程及其产生机制,分析了影响侧向潜流交换过程... 鉴于侧岸潜流带中发生着强烈的生物地球化学作用,其独特而复杂的水动力特性对水生生态系统及生态环境有重要作用。通过分析总结前人对侧岸潜流带所做的研究,阐明了侧岸不同方向上潜流交换过程及其产生机制,分析了影响侧向潜流交换过程的主要因素(包括地形条件、沉积层特性、水文地质条件、河道工程、河岸植被条件),阐述了侧向潜流交换过程对溶质、颗粒和生态环境的影响。最后对侧向潜流交换今后的研究提出了一些建议。 展开更多

关键词 侧岸潜流带 潜流交换 水动力过程 生态环境效应

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南海东北部夏季叶绿素a浓度垂向变化特征及其对水动力过程的响应 被引量：7

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作者 徐文龙 王桂芬 +2 位作者 周雯 许占堂 曹文熙 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期62-73,共12页

叶绿素a浓度是估算海洋初级生产力的一个重要参数,在海洋中垂向分布极不均匀,其分布特征及影响机制是海洋生态学研究的重要基础问题。利用海洋光学观测的高垂向分辨率剖面数据,系统地研究叶绿素a浓度垂向剖面的时空分布特征及其与海洋... 叶绿素a浓度是估算海洋初级生产力的一个重要参数,在海洋中垂向分布极不均匀,其分布特征及影响机制是海洋生态学研究的重要基础问题。利用海洋光学观测的高垂向分辨率剖面数据,系统地研究叶绿素a浓度垂向剖面的时空分布特征及其与海洋动力环境要素的关系,可为揭示南海典型动力过程的生态环境效应提供重要基础。文章基于2015年夏季黑潮调查航次实测生物光学剖面,利用676nm处吸收基线高度(a_(LH)(676))与叶绿素a浓度(Chla)之间的关系,建立了具有较高反演精度的叶绿素a浓度反演算法(Chla=49.96×(a_(LH)(676))^(0.9339),决定系数R^2=0.87和均方根误差RMSE=0.16mg·m^(-3));进一步结合观测期间物理过程,揭示了叶绿素垂向分布对不同水动力过程的响应特征。研究结果表明,近岸区域表层叶绿素a浓度变化范围为0.42~1.57mg·m^(-3),随着水深增加,叶绿素a浓度逐渐降低,在沿岸上升流影响区域,叶绿素a浓度明显增高,垂向上相对趋于均一分布;次表层叶绿素极大值(Subsurface Chlorophyll Maximum,SCM)现象在外海显著存在,受中尺度过程影响明显,SCM深度在34m到100m之间变化,在吕宋岛以西海域,黑潮入侵加速了上层水体的混合,SCM所在水层被显著抬升至34m左右;在冷涡影响区域,次表层叶绿素极大值层被抬升,涡旋中心比涡旋边缘抬升更为显著,同时SCM的厚度增大。 展开更多

关键词 南海东北部 叶绿素a垂向变化 次表层叶绿素极大值 吸收基线高度 水动力过程

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山东弥河流域现代洪水沉积特征与水动力过程反演 被引量：2

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作者 李华勇 袁俊英 +4 位作者 杨艺萍 梁志姣 李智慧 吴帅虎 张虎才 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期178-189,共12页

随着全球气候变化加剧,强天气过程以及由此引发的洪水危害愈来愈严重。理解现代洪水沉积特征,不仅可以为减轻洪水灾害提供理论指导,而且也为识别古洪水沉积提供参照依据。2018年8月中旬,山东弥河流域受双台风影响发生洪涝灾害,对当地社... 随着全球气候变化加剧,强天气过程以及由此引发的洪水危害愈来愈严重。理解现代洪水沉积特征,不仅可以为减轻洪水灾害提供理论指导,而且也为识别古洪水沉积提供参照依据。2018年8月中旬,山东弥河流域受双台风影响发生洪涝灾害,对当地社会发展、人民生活造成严重影响。在对洪水淹没区考察基础上,于下游高河漫滩区、洪水沉积物保存完好的地点获取21.5 cm长岩芯MH1(含现代土壤),并进行了粒度、孢粉、磁化率、烧失量分析。结果显示:钻孔岩芯洪水层沉积物以黏土和细粉砂为主,平均砂含量仅为1.7%,反映洪水强度不大;洪水沉积层粒度可识别出7.9和30.0μm两个敏感组分,根据其含量变化特征,可将此次洪水过程划分为洪水初期、第一次洪峰、高水位期、第二次洪峰、退水期5个阶段;洪水沉积层烧失量显著高于土壤层,而磁化率值整体低于下伏土壤层;洪水层与土壤层孢粉特征无明显差异,表明两者孢粉组合均能反映小流域植被状况,但洪水堆积层孢粉丰度(7313.96粒/g)远高于下伏土壤层(1562.65粒/g)。实验结果揭示洪水沉积环境有利于孢粉富集,磁化率值可能反映土壤发育过程中磁性矿物的产生与积累(成壤强度),因此可作为识别古洪水层与古土壤层的参考指标,但其地理空间适用性有待进一步探讨。 展开更多

关键词 现代洪水沉积 水动力过程 粒度 孢粉 磁化率 弥河

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锥状喀斯特发育的水文结构与水动力过程──以贵州安顺地区为例 被引量：3

12

作者 熊康宁 《贵州师范大学学报（自然科学版）》 CAS 1995年第2期14-22,共9页

通过对贵州安顺地区喀斯特的实际研究，从地貌形态结构入手，建立了锥状喀斯特的水文结构。峰丛喀斯特可经皮下流和渗透流水力传导性的垂向增加，竖井流和暗河流向地表的崩塌转化；内源流和外源流的渗漏解体等三种渠道来启动。在潜流水... 通过对贵州安顺地区喀斯特的实际研究，从地貌形态结构入手，建立了锥状喀斯特的水文结构。峰丛喀斯特可经皮下流和渗透流水力传导性的垂向增加，竖井流和暗河流向地表的崩塌转化；内源流和外源流的渗漏解体等三种渠道来启动。在潜流水位较低，各种水流活跃的喀斯特地块中，峰丛洼地将经历一个稳定态发育过程。否则，坡面流和壤中流的均匀下渗将导致锥锋边坡的平行后退，形成锥状峰林溶原。内源流和外源流的侧向侵蚀──溶蚀将引起边坡的逐渐变陡和溶原的扩大加积，形成塔状峰林平原。贵州大部分地区以锥状喀斯特为主，就是因为在挽近强烈的新构造抬升背影下，缺乏这种塔状喀斯特发育的水动力过程和地貌效应。 展开更多

关键词 水文结构 水动力过程 地貌效应 岩溶地貌

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城市入河雨水管道水动力特性试验研究

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作者 郑子萱 郑飞飞 +3 位作者 唐洪武 张汇明 汪怡然 袁赛瑜 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期132-142,共11页

管道下游高水位顶托是影响雨水管网排涝的关键因素,对城市内涝防控至关重要,但其水动力过程作用机理尚不清晰。通过上游水池-试验管道-下游渠道物理试验,研究下游河道状态对城市入河雨水管道排水能力的影响机制。结果表明:对于较大坡度... 管道下游高水位顶托是影响雨水管网排涝的关键因素,对城市内涝防控至关重要,但其水动力过程作用机理尚不清晰。通过上游水池-试验管道-下游渠道物理试验,研究下游河道状态对城市入河雨水管道排水能力的影响机制。结果表明:对于较大坡度管道,尽管在顶托初始阶段流速下降,但顶托作用能对非满流管道产生抽吸效应,增加管道过流面积并促进排水(增幅可达18.7%);过度顶托将显著抑制排水(降幅可达20.3%);下游河道流动可以改善受顶托管道的排水能力,降雨过程排水总量和峰值流量随河道流速增加而增大,最大分别提升4.6%和8.5%。研究结果加强了下游河道高水位顶托对管道排水过程作用机理的认识,为城市河网调控及相关排水工程设计提供了科学指导。 展开更多

关键词 入河雨水管道 城市内涝 顶托作用 水动力过程 管道排水能力

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太湖梅梁湾水动力及相关过程的研究 被引量：88

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作者 秦伯强 胡维平 +11 位作者 陈伟民 季江 范成新 陈宇炜 高锡芸 杨龙元 高光 黄文钰 姜家虎 张琛 刘元波 周子元 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 2000年第4期327-334,共8页

太湖是位于长江下游的一个大型浅水湖泊 .水动力过程和要素对浅水湖泊的环境演化有着复杂和深远的影响 .本文基于 1998年开展的有关太湖梅梁湾的水动力过程的野外调查结果 ,总结了梅梁湾在夏季盛行风向条件下的湖流特征 .发现了梅梁湾... 太湖是位于长江下游的一个大型浅水湖泊 .水动力过程和要素对浅水湖泊的环境演化有着复杂和深远的影响 .本文基于 1998年开展的有关太湖梅梁湾的水动力过程的野外调查结果 ,总结了梅梁湾在夏季盛行风向条件下的湖流特征 .发现了梅梁湾在夏季偏南风条件下 ,表层湖流以顺时针环流为主要特征 .但在湾内靠近梁溪河口地区 ,流场受地形影响而有所不同 .反映在叶绿素浓度和总磷、总氮浓度分布上 ,因受湖流影响较大而富集在梁溪河口周围 ,即偏于梅梁湾的东部 .较少受湖流影响的总溶解磷和总溶解氮则仍以西部的闾江口为浓度最高地区 .利用 1998年夏季湖流调查结果 ,计算发现梅梁湾与太湖的水量交换以梅梁湾流入太湖为主要特征 ,交换量为2 80m3·s- 1.受动力作用影响较大的悬浮物浓度 ,在冬季偏北风作用下 ,湾口的浓度远高于湾内 .当风速达 5m·s- 1以上时 ,悬浮物浓度将显著增加 ,特别是底部泥沙悬浮增加 ,但在小风速条件下 ,悬浮物浓度的垂直变化不显著 .指示着有机物颗粒在水表层悬浮物中占相当大的比重 .上述这些结论对梅梁湾水源地的保护 ,对进一步认识水动力作用与悬浮物浓度分布 ,进而影响透明度和初级生产力 ,影响底泥内源污染释放 ,并在此基础上建立太湖生态环境管理模型非常重要 . 展开更多

关键词 太湖 水动力过程 夏季风 波浪观测 物质迁移

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工程堆积体陡坡坡面土壤侵蚀水动力学过程 被引量：72

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作者 张乐涛 高照良 田红卫 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第24期94-102,共9页

工程堆积体产生的新增水土流失严重威胁工程建设区及其附近区域的生态安全。该文采用野外放水冲刷试验的方法,对神木—府谷高速公路沿线典型工程堆积体陡坡坡面土壤侵蚀水动力过程进行了研究,结果表明,1)水流剪切力、水流功率及径流动... 工程堆积体产生的新增水土流失严重威胁工程建设区及其附近区域的生态安全。该文采用野外放水冲刷试验的方法,对神木—府谷高速公路沿线典型工程堆积体陡坡坡面土壤侵蚀水动力过程进行了研究,结果表明,1)水流剪切力、水流功率及径流动能对薄层水流侵蚀土壤剥蚀率的影响皆可用线性方程描述,单位水流功率、过水断面单位能量的影响不显著;2)水流剪切力、水流功率、过水断面单位能量对细沟侵蚀土壤剥蚀率的影响皆可用线性方程描述,单位水流功率的影响可用幂函数方程描述,径流动能的影响可用对数线性方程描述;3)水流功率是与土壤剥蚀率关系最好的水动力学参数,是坡面侵蚀的动力根源;4)发生细沟侵蚀的临界水流功率为3 N/(m·s),细沟可蚀性参数为8×10-3s2/m2。该结果可为工程堆积体陡坡坡面土壤侵蚀模型的建立奠定基础,为生产建设项目区新增水土流失治理提供科学依据。 展开更多

关键词 土壤 侵蚀 径流 工程堆积体 陡坡 水动力过程 水流功率

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卷积神经网络方法在涌潮水动力特性演变中的应用研究

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作者 王智弘 屈科 +2 位作者 杨元平 王旭 高榕泽 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期131-141,共11页

该文基于开源软件OpenFOAM求解雷诺平均的Navier-Stokes方程,实现了对于波状涌潮(Fr=1.2~1.3)的数值模拟,并与物理实验数据比较,验证了数值模拟的准确性。使用CONV1D卷积神经网络模型对数值模拟数据进行了学习,预测出在具有斜坡地形上... 该文基于开源软件OpenFOAM求解雷诺平均的Navier-Stokes方程,实现了对于波状涌潮(Fr=1.2~1.3)的数值模拟,并与物理实验数据比较,验证了数值模拟的准确性。使用CONV1D卷积神经网络模型对数值模拟数据进行了学习,预测出在具有斜坡地形上的涌潮水动力发展过程。对比涌潮到达x=30.0 m测点处的用时和该测点的最高水位的模型预测结果与数值模拟结果可知:到达用时的平均相对误差为2.28%,最高水位的平均相对误差为3.73%。较小的相对误差证明了CONV1D模型的准确性。该文对于涌潮的水动力过程模拟、与涌潮相关的灾害预警以及初生涌潮未来发展趋势研究都具有一定意义。 展开更多

关键词 涌潮 钱塘江 OPENFOAM 水动力过程 斜坡地形 卷积神经网络 CONV1D 数值模拟

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降雨径流面源污染作用下河道水环境容量计算

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作者 邢召鹏 华国芬 +2 位作者 刘尚清 杨校礼 吴龙华 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第3期88-92,100,共6页

目前非点源污染为主导的水环境容量计算主要采用定常流量计算方法,传统的集总式美国土壤保持局曲线数模型(SCS-CN模型)未能准确反映区域产流产污的时空异质性,针对此问题,对SCS-CN模型进行降雨量差值改进,实现研究区域的网格化计算,并... 目前非点源污染为主导的水环境容量计算主要采用定常流量计算方法,传统的集总式美国土壤保持局曲线数模型(SCS-CN模型)未能准确反映区域产流产污的时空异质性,针对此问题,对SCS-CN模型进行降雨量差值改进,实现研究区域的网格化计算,并利用改进后的模型计算氨氮的污染负荷。在选定研究区域内的特定河段后,基于控制单元设定,采用试错法确定其汇水区域,结合降雨径流面源污染负荷,运用响应系数法计算该河段的水环境容量。将计算得出的氨氮容纳量重新输入水环境容量模型的结果显示,在1—9月,控制断面的氨氮浓度在90%的时间内符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准。这表明,基于降雨径流面源污染特征的水环境容量计算方法具有合理性和可行性。 展开更多

关键词 SCS-CN模型 降雨径流 水动力过程 水环境容量

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地下热-水动力-力学耦合过程数值模拟:以CO_2地质储存为例 被引量：12

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作者 雷宏武 金光荣 +3 位作者 石岩 李佳琦 王福刚 许天福 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2415-2425,共11页

在地下流动系统问题的研究中,热-水动力-力学(THM)耦合过程是研究的热点问题。在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH2的框架内,基于Biot固结理论和摩尔-库仑破坏判定准则,建立了THM耦合模型;采用积分有限差和有限元联合的空间离散方法,开... 在地下流动系统问题的研究中,热-水动力-力学(THM)耦合过程是研究的热点问题。在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH2的框架内,基于Biot固结理论和摩尔-库仑破坏判定准则,建立了THM耦合模型;采用积分有限差和有限元联合的空间离散方法,开发了THM模拟器TOUGH2Biot。该模拟器中热和水动力过程是全耦合,力学过程是部分耦合。通过与解析解的对比,验证了其正确性。基于鄂尔多斯盆地CCS示范工程,采用TOUGH2Biot研究了CO2注入地层后的THM响应。结果显示CO2的注入引起流体压力急剧增加,地层有效应力减小,地表隆起,隆起大小在几十个厘米,同时孔渗增加,利于CO2注入引起的压力上升向外消散。CO2注入最有可能导致剪切破坏的位置位于最大速率注入点上部盖层,其次为靠近地表的位置。 展开更多

关键词 热-水动力-力学耦合过程 BIOT固结理论 CO2地质储存 数值模拟

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鄂尔多斯盆地深部咸水层二氧化碳地质储存热-水动力-力学(THM)耦合过程数值模拟 被引量：8

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作者 雷宏武 李佳琦 +1 位作者 许天福 王福刚 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期552-563,共12页

注入CO2到深部咸水层(CO2地质储存)被认为是一种直接有效地减少CO2向大气排放的途径。CO2地质储存涉及到热、水动力和力学耦合过程,该耦合过程是预测CO2在储层中的迁移转化、评价储层储存能力和分析潜在风险的关键。基于Terzaghi固结理... 注入CO2到深部咸水层(CO2地质储存)被认为是一种直接有效地减少CO2向大气排放的途径。CO2地质储存涉及到热、水动力和力学耦合过程,该耦合过程是预测CO2在储层中的迁移转化、评价储层储存能力和分析潜在风险的关键。基于Terzaghi固结理论,在热-水动力(TH)耦合软件TOUGH2框架中加入了力学模块,形成了新的热-水动力-力学(THM)模拟器。结合鄂尔多斯盆地CO2捕获和储存(CCS)示范工程场地的地质、水文地质条件,采用新的THM模拟器数值分析了CO2注入后地层中的温度、压力、CO2饱和度、位移和有效应力的时空变化特征。结果显示:在井口保持8 MPa和35℃情况下,能够实现10万t/a的CO2注入量;压力上升的范围远远大于CO2运移和温度降低的范围,注入20a后,其最大距离分别达到接近边界10km、620m和100m;位移和应力变化主要与压力变化相关,注入引起最大抬升为0.14m,在注入井附近位置储层中有效应力变化水平方向要大于垂直方向,而在远井位置相反;注入引起井附近有效应力明显减小,从而导致了孔隙度和渗透率的增大,增强了CO2注入能力。 展开更多

关键词 CO2地质储存 热-水动力-力学耦合过程 数值模拟 鄂尔多斯盆地

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黄土坡面径流侵蚀产沙动力过程模拟与研究 被引量：50

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作者 李鹏 李占斌 郑良勇 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期444-449,共6页

通过室内模拟冲刷试验系统研究了3°-30°坡度范围内坡面径流的侵蚀动力及产沙特征，分析了坡面径流能耗与径流侵蚀产沙之间的关系。结果表明，坡面径流平均流速随坡度和流量的增加而增大，流速与坡度和流量之间存在指数函数关... 通过室内模拟冲刷试验系统研究了3°-30°坡度范围内坡面径流的侵蚀动力及产沙特征，分析了坡面径流能耗与径流侵蚀产沙之间的关系。结果表明，坡面径流平均流速随坡度和流量的增加而增大，流速与坡度和流量之间存在指数函数关系，坡度对流速的影响大于流量。在3°-21°坡度范围内，坡面径流单宽能耗随坡度的增加而增加，当坡度超过21°时，径流能耗随坡度的增加而降低。坡度对侵蚀产沙的影响也有类似的现象，在3°-21°坡度范围内，坡面径流平均单宽输沙率随坡度的增加而增大，当坡度达到临界极值21°和24°后，坡面径流平均输沙率随坡度增加而减小；在整个试验坡度范围内，径流平均单宽输沙率随流量的增大而增大；流量对坡面径流平均单宽输沙率的影响大于坡度。坡面径流平均单宽输沙率和单宽径流能耗之间存在明显的线性关系，其临界单宽径流能耗随坡度的增加而增加，土壤可蚀性参数随坡度的变化在10．368～30．366的范围变化，试验的土壤可蚀性的平均值为14．61。 展开更多

关键词 径流冲刷 能耗 输沙率 黄土坡面 土壤侵蚀 产沙 水动力过程

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