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广东海洋大学学报2025年第05期:裂流对污染物输运机制影响数值模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孙琰;陈滔;刘璐璐;卞晓东;朱道恒;李志强;

单位:广东海洋大学电子与信息工程学院;广东海洋大学化学与环境学院;广东省海洋遥感与信息技术工程技术中心;

摘要:【目的】探究裂流对污染物输运行为的影响,讨论其对近岸水体更新、生物响应及人类工程活动的潜在意义。【方法】基于Delft3D中的FLOW与WAVE模块建立数值模型,构建理想化的沙坝-沟槽裂流地形,在典型波浪工况与近岸污染物排放的情况下,模拟裂流系统的水动力响应与污染物输运扩散。引入水体半交换时间指标,定量评估裂流系统对污染物行为特征的影响,并探讨生物行为过程与近岸工程对污染物扩散的影响。【结果与结论】裂流的形成与波浪条件密切相关,高能浪况下离岸水流更强且结构更清晰,斜向入射波会影响裂流方向但对其强度影响有限;裂流系统的出现不一定增强物质向海输运。在典型特征点,裂流强度增强时水体半交换时间缩短可达10%,与无沙坝地形相比则延长约53%,表明其对污染物的输运有双重作用:在一定程度上,裂流强度与污染物离岸输运及水体混合能力呈正相关,但沙坝结构也导致非主要裂流区水体交换能力降低。

关键词:裂流;;数值模拟;;近岸水动力;;污染物输运;;半交换时间

基金资助:国家自然科学基金(42176067);; 广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金(2024A1515011427);; 广东海洋大学优秀研究生学位论文培育项目(202431)