西湖混合流三維數(shù)值模擬研究.pdf

1、西湖是著名的旅游景區(qū)，具有非常重要的旅游價值和生態(tài)環(huán)境意義，其水質(zhì)問題一直倍受重視。此前，對西湖的研究主要集中于富營養(yǎng)化來源分析與治理對策等方面，近年來所展開的水流水質(zhì)模擬研究也以二維模型為主，而西湖系淺水湖泊，流場受風(fēng)作用明顯，在風(fēng)場作用下其流場結(jié)構(gòu)將具有明顯的三維特性。因此，研究風(fēng)場作用下的西湖流場和污染物濃度場，對進(jìn)一步改善西湖水質(zhì)具有重要的現(xiàn)實意義。 本文運用Delft3D軟件構(gòu)建了垂向分層的三維數(shù)學(xué)模型，采用基于正交曲

2、線網(wǎng)格的ADI算法對盛行風(fēng)場作用下西湖的水動力環(huán)境進(jìn)行模擬，著重研究了西湖混合流的流場特征及污染物的推移擴(kuò)散過程與分布特征。與現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)的對比以及特征流量的自檢驗表明，數(shù)值模擬成果合理可靠。 流場模擬結(jié)果表明：風(fēng)場作用約4小時后，西湖即可形成穩(wěn)定的流場，流場垂向分層——表層水體受風(fēng)應(yīng)力作用，流向與風(fēng)向一致；底層為補(bǔ)償流，流向與風(fēng)向相反。在風(fēng)場作用下，西湖各湖區(qū)的流速均顯著增大，且增加幅度與風(fēng)向有關(guān)，西南風(fēng)作用下各湖區(qū)流速增幅最