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模拟黏性波的三维格子Boltzmann方法

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水动力学研究与进展（A辑） 2013年第6期28卷 708-716页

作者：赵庄明黄平陈莉苹环境保护部华南环境科学研究所近岸海域环境研究中心广州510655 中山大学环境科学与工程学院环境科学系广州510275

该文在垂向二维运动学边界条件格子Boltzmann模型(Lattice Boltzmann Equation-Kinematic Boundary Condition,LBE-KBC)基础上,构建了三维LBE-KBC方法模拟黏性波,并提出相应的三维自由表面边界处理方法。黏性驻波模拟结果显示:三维LBE-... 详细信息

该文在垂向二维运动学边界条件格子Boltzmann模型(Lattice Boltzmann Equation-Kinematic Boundary Condition,LBE-KBC)基础上,构建了三维LBE-KBC方法模拟黏性波,并提出相应的三维自由表面边界处理方法。黏性驻波模拟结果显示:三维LBE-KBC方法与垂向二维LBE-KBC方法基本处在同一精度水平上;波沿半圆斜坡的传播模拟结果显示模型能够准确地再现波的非线性效应、浅水作用和衍射等现象。

关键词：格子Boltzmann运动学边界条件自由表面黏性波非静压

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基于FVCOM的鹤地水库环流特性模拟研究

中山大学学报（自然科学版） 2015年第6期54卷 144-155页

作者：赵庄明杨静綦世斌环境保护部华南环境科学研究所广东广州510630

采用FVCOM模型,考虑径流与风的影响,模拟鹤地水库2013年1月至2014年3月的环流。模拟结果与2014年3月实测流速值符合良好。对比2013年纯径流、不同定常主导风以及2013年实际径流与风场作用下的环流,结果显示:1不同主导风作用呈现出不同... 详细信息

采用FVCOM模型,考虑径流与风的影响,模拟鹤地水库2013年1月至2014年3月的环流。模拟结果与2014年3月实测流速值符合良好。对比2013年纯径流、不同定常主导风以及2013年实际径流与风场作用下的环流,结果显示:1不同主导风作用呈现出不同环流结构。在NNE风持续作用下,库区呈现出多个较大的逆时针环流,西岸流普遍比东岸流强;而在S、SSE风下,则出现多个逆时针与顺时针环流交替,且东岸流普遍比西岸流强;2在冬半年,径流弱而风力较大情况下,风成为水平、垂向环流作用主导因素;而夏半年,径流较强劲,此时风向多与径流流向相反,水库水平、垂向环流则主要受径流控制;3库区全年平均主要以逆时针环流为主,并形成较强沿岸流,西岸流比东岸流更强。

关键词：风生环流 FVCOM 径流鹤地水库河道型水库

Lattice Boltzmann model for shallow water in curvilinear coordinate grid

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Journal of Hydrodynamics 2017年第2期29卷 251-260页

作者：赵庄明黄平李少钿 South China Institute of Environmental Sciences the Ministry of Environmental Protection of PRC Department of Environmental Science School of Environmental Science and EngineeringSun Yat-sen University

In this study, a multi-relaxation time lattice Boltzmann model for shallow water in a curvilinear coordinate grid is developed using the generalized form of the interpolation supplemented lattice Boltzmann method. The Taylor-Colette flow tests show that the proposed model enjoys a second order accuracy in space. The proposed model is applied to three types of meandering channels with 180°, 90°and 60° consecutive bends. The numerical results demonstrate that the simulated results agree well with previous computational and experimental data. In addition, the model can achieve the acceptable accuracy in terms of the water depth and the depth-averaged velocities for shallow water flows in curved and meandering channels over a wide range of bend angles.

关键词： Curvilinear coordinate lattice Boltzmann method meandering flow multi-relaxation-time model shallow water

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城市感潮河流溶解氧收支及调控的模拟研究

环境科学学报 2022年第4期42卷 204-213页

作者：陈仲晗徐娟刘帅帅綦世斌赵庄明生态环境部华南环境科学研究所广州510655

城市感潮河段受径流、潮汐动力及流域排污等多重影响,易引发河道缺氧现象.通过建立潭江(开平段)二维水动力水质模型,并采用拉格朗日粒子示踪、情景分析等手段,研究水流输运、生化反应过程对溶解氧的影响,进而探索提升关键断面溶解氧浓... 详细信息

城市感潮河段受径流、潮汐动力及流域排污等多重影响,易引发河道缺氧现象.通过建立潭江(开平段)二维水动力水质模型,并采用拉格朗日粒子示踪、情景分析等手段,研究水流输运、生化反应过程对溶解氧的影响,进而探索提升关键断面溶解氧浓度的调控策略.结果表明:①潭江干流上游水团输送比支流镇海水更快,且同等增量下,潭江干流流量变化对下游影响更大;但对潭江干流开平市区下游新美断面污染贡献中,镇海水对其总磷(TP)污染贡献较大,而新昌水对其总氮(TN)污染贡献较大;②新美断面、镇海水的娄冈断面及新昌水的公义断面均为耗氧断面;水体有机物耗氧是本区域溶解氧消耗的主要过程,占总消耗的64.4%,其次为底泥耗氧,占总消耗的32.5%;水体中氧气的主要来源为浮游植物的光合作用,占比约64.6%;③增加上游流量、下移城区排口位置或削减上游临近城区污染源均可提高下游溶解氧浓度;与镇海水相比,提高潭江干流流量的效果更为明显;下移城区排口位置虽有效果但可操作性较弱.

关键词：感潮河段溶解氧数值模拟拉格朗日粒子示踪调控策略

基于远区-近区模型的近岸入海排污口混合区数值模拟

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基于远区-近区模型的近岸入海排污口混合区数值模拟

2015年中国环境科学学会学术年会

作者：赵庄明杨静环保部环境保护部华南环境科学研究所近岸海域环境研究中心

采用三维FVCOM模型,通过对近岸入海排污口的水动力进行模拟分析,得到入海排污口周边的流速、潮位分布,并采用对流护散模型模拟污染物的浓度分布及混合区大小;同时将远区潮流模拟结果作为输入数据,结合近区PLUMES软件,模拟排污口的附近... 详细信息

采用三维FVCOM模型,通过对近岸入海排污口的水动力进行模拟分析,得到入海排污口周边的流速、潮位分布,并采用对流护散模型模拟污染物的浓度分布及混合区大小;同时将远区潮流模拟结果作为输入数据,结合近区PLUMES软件,模拟排污口的附近的扩散,以此综合确定排污口混合区大小。并以深圳固戍污水处埋场的混合区模拟为例验证模型的有效性。

关键词：混合区入海排污口 FVCOM PLUMES

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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江门市近岸海域春季环境质量评价

环境污染与防治 2016年第12期38卷 65-71页

作者：覃超梅孙凯峰赵庄明綦世斌钟超环境保护部华南环境科学研究所广东广州510655

2016年4月对江门市近岸海域水质、表层沉积物、浮游动植物和底栖生物进行了调查研究。水质调查结果表明:除COD、BOD5、SS、无机氮(DIN)、活性磷酸盐(DIP)、铅、铜和镍外,其他项目均符合《海水水质标准》(GB 3097—1997)第二类标准;其中,... 详细信息

2016年4月对江门市近岸海域水质、表层沉积物、浮游动植物和底栖生物进行了调查研究。水质调查结果表明:除COD、BOD5、SS、无机氮(DIN)、活性磷酸盐(DIP)、铅、铜和镍外,其他项目均符合《海水水质标准》(GB 3097—1997)第二类标准;其中,COD、SS、DIN和DIP超出GB 3097—1997第四类标准。水体富营养化指数和有机污染评价指数显示,近期江门市近岸海域总体呈重度富营养状态,部分海域甚至呈严重富营养状态,有机污染严重。表层沉积物调查结果表明,依据《海洋沉积物质量》(GB18668—2002)第一类标准,调查海域表层沉积物中铜和有机质超标严重,超标率达100.0%;表层沉积物已经受到重金属污染。浮游植物共有55种,以硅藻门占绝对优势;浮游动物共有42种,优势种仅有夜光虫(Noctiluca);底栖生物有16种,绝对优势种为小头虫(Capitella capitata)。研究发现,调查海域在春季存在甲藻赤潮和夜光虫赤潮暴发的风险。底栖生物的丰度和生物量与表层沉积物中污染物的相关性分析表明:丰度与铬呈显著正相关;生物量与锌呈显著正相关,与铜接近显著正相关。

关键词：近岸海域春季海域水质表层沉积物浮游植物浮游动物底栖生物

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珠江口入海排污口三维荧光光谱溯源技术应用

环境保护 2023年第19期51卷 31-33页

作者：赵庄明林巧云生态环境部华南环境科学研究所

入海排污口污染溯源工作是改善近岸海域水生态环境质量的重要基础。对于点多面广、种类复杂的入海排污口,实施资料溯源和人工排查溯源难度较大,可以采用更为有效的三维荧光光谱溯源技术开展溯源。本文介绍三维荧光光谱溯源技术在珠江口... 详细信息

入海排污口污染溯源工作是改善近岸海域水生态环境质量的重要基础。对于点多面广、种类复杂的入海排污口,实施资料溯源和人工排查溯源难度较大,可以采用更为有效的三维荧光光谱溯源技术开展溯源。本文介绍三维荧光光谱溯源技术在珠江口的应用,并从做好相关理论研究工作、建立完善的标准体系、提高技术人员的综合素质等方面提出了相关建议。

关键词：入海排污口三维荧光光谱溯源珠江口水质指纹技术应用

基于SD的海岸带污染负荷预测及污染经济损失研究——以江门市为例

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海洋环境科学 2018年第5期37卷 720-727页

作者：姜妮陈仲晗赵庄明龙颖贤黄平中山大学环境科学与工程学院广东广州510275 环境保护部华南环境科学研究所广东广州510655

基于系统动力学原理和方法,耦合水污染负荷及"浓度-损失"模型,建立2006~2015年江门市海岸带水污染系统模型,并仿真预测4种发展情景:现状趋势发展型(S1)、人口经济发展型(S2)、产业优化及治污减排型(S3)、综合协调型(S4)下,2016~2020年... 详细信息

基于系统动力学原理和方法,耦合水污染负荷及"浓度-损失"模型,建立2006~2015年江门市海岸带水污染系统模型,并仿真预测4种发展情景:现状趋势发展型(S1)、人口经济发展型(S2)、产业优化及治污减排型(S3)、综合协调型(S4)下,2016~2020年的海岸带水污染负荷及污染经济损失。结果显示:1)4种发展情景下,江门市海岸带COD、氨氮、总磷均主要来自农业污染,其次为生活污染;2)S4情景为最优方案,海岸带污染负荷得到控制和削减,海洋污染经济损失最低,2020年江门市海岸带污染总负荷和污染经济损失比现状发展情景分别减少7.9%、17.7%。可见,在合理的人口经济发展下,通过对产业结构优化、加大污染治理和环保投入等可有效降低海岸带污染负荷及污染损失。本研究可为江门市海岸带水污染合理控制与管理提供定量化参考,为江门市等滨海城市社会、经济和环境协调发展提供借鉴。

关键词：水污染负荷污染经济损失系统动力学(SD) 海岸带

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近25年广西北部湾海域营养盐时空分布特征

生态环境学报 2015年第9期24卷 1493-1498页

作者：杨静张仁铎赵庄明翁士创李凤华中山大学环境科学与工程学院广东广州510275 环境保护部华南环境科学研究所广东广州510655 水利部珠江水利委员会水文局广东广州510611 广西海洋环境监测中心站广西北海536000

营养盐含量和结构的变化可反映海域潜在的生态安全.为广西北部湾经济区实施差别化的分区可持续发展战略提供数据基础,找出广西不同海湾营养盐的时空变化差异特征及影响因素,在全面梳理1990─2014 年广西北部湾近岸海域水质监测数据的基... 详细信息

营养盐含量和结构的变化可反映海域潜在的生态安全.为广西北部湾经济区实施差别化的分区可持续发展战略提供数据基础,找出广西不同海湾营养盐的时空变化差异特征及影响因素,在全面梳理1990─2014 年广西北部湾近岸海域水质监测数据的基础上,采用富营养化指数法对该水域主要海湾的湾内、湾口、湾外的富营养化状态、营养盐及无机氮组成的时空变化特征进行研究.结果表明,广西北部湾近岸海域富营养化状态总体良好,时空分布受入海径流及海域水团的影响,年际随入海径流量波动,营养盐质量浓度呈湾内-湾口-湾外递减趋势,位于沿岸水团的湾内采样点,出现中度/重/严重富营养,富营养化指数范围4.5-17.2,位于混合水团的湾口、湾外采样点,处于贫营养,富营养化指数低于0.5.溶解态无机氮与溶解态无机磷高值区的空间分布与富营养化指数基本一致,以硝态氮为主的无机氮污染比无机磷污染严重.多数点位氮磷比常年大于Redfield 比值,处于磷限制状态.钦州湾内、廉州湾内、廉州湾口和大风江口是富营养化最为严重的水域,无机氮磷质量浓度长期劣于四类海水标准限值,而呈磷限制状态,氮磷比分别高达202、132、142、224,容易在磷污染增高时,爆发富营养化,应特别加以监测与控制.

关键词：广西北部湾富营养化营养盐无机氮组成时空变化