水动力及水环境模拟方法与应用

《水科学前沿丛书》出版说明

序

前言

第1章 绪论

1.1 自然水体环境及数值模拟

1.2 自然水体的流动特点及环境特征

1.2.1 河流的流动特点及环境特征

1.2.2 湖泊的流动特点及环境特征

1.2.3 水库的流动特点及环境特征

1.3 基本控制方程和常用数值方法

1.3.1 水流及物质输移扩散的基本方程

1.3.2 常用数值离散方法

参考文献

第2章 岸边污染混合区及环境容量

2.1 岸边排污的基本概念

2.2 污染混合区预测模型

2.2.1 深度平均二维模型

2.2.2 斜分层三维模型

2.3 三峡水库岸边污染混合区的模拟预测

2.3.1 涪陵磷肥厂污水排放模拟预测

2.3.2 万州江段污水排放模拟预测

2.4 三峡水库岸边水环境容量计算

2.4.1 主要排污口的允许排污负荷的计算

2.4.2 三峡水库排污口的适宜布局

2.4.3 岸边水环境容量及变化分析

参考文献

第3章 大型水库的水温模拟

3.1 水库水温分层和常用判据

3.1.1 水体分层现象

3.1.2 水库分层类型及判据

3.1.3 温度分层对水体运动的影响

3.2 水库水温模型

3.2.1 垂向一维水温模型

3.2.2 三维水温模型

3.2.3 水面热交换

3.3 密云水库的水温模拟

3.3.1 参数的率定和模型选择

3.3.2 1998~2007年水温的变化

3.3.3 气候变化对水温分布的影响

3.4 三峡水库水温模拟分析

3.4.1 水库气象条件及特征分析

3.4.2 实测水温资料分析

3.4.3 蓄水前后水温数值模拟

参考文献

第4章 水体富营养化的动力过程

4.1 水体富营养化及其判别方法

4.1.1 富营养化的危害

4.1.2 水体富营养化的形成机理

4.1.3 富营养化的判别方法

4.2 藻类生长的生态动力学模型

4.2.1 控制方程

4.2.2 模型的生态流程结构

4.2.3 模型的生化反应项方程

4.3 太湖水体富营养化的模拟与分析

4.3.1 太湖的水环境特征

4.3.2 五里湖的模拟与分析

4.3.3 太湖的模拟与分析

4.3.4 太湖富营养化进程的空间变化

4.4 小江开县段水体富营养化的预测分析

4.4.1 富营养化初步分析及模拟工况设计

4.4.2 富营养化模拟结果及分析

4.4.3 小江开县段水体富营养化的防治建议

参考文献

第5章 闸坝泄流的溶解气体超饱和

5.1 泄流水体溶解气体超饱和现象的机理分析

5.1.1 掺气水流及气体传输

5.1.2 溶解气体超饱和的发生机理

5.1.3 坝下水体溶解气体含量的影响因素

5.2 泄流水体的溶解气体预测模型

5.2.1 水流模拟的VOF模型

5.2.2 溶解气体传输模型

5.3 三峡大坝下游溶解气体超饱和模拟与分析

5.3.1 近坝水域溶解氧变化特性分析

5.3.2 大坝下游溶解氧主要影响因素分析

5.3.3 三峡工程深孔掺气水流模拟

5.3.4 溶解氧饱和度的模拟

参考文献

第6章 河网地区水动力与水环境模拟

6.1 河网水动力与水环境模拟概述

6.2 河网一维水动力模型

6.2.1 河网水动力控制方程组及数值离散

6.2.2 汊点水动力连接条件处理

6.2.3 河网中结构物的处理

6.2.4 离散方程组的集成与求解

6.2.5 河网水动力模型的验证

6.3 复杂河网一维水质模型

6.4 三亚河水环境容量计算

6.4.1 三亚河概况

6.4.2 三亚河网水流-水质模型验证

6.4.3 三亚河水环境容量分析及水质预测

6.5 洞庭湖区河湖系统水动力模拟

6.5.1 洞庭湖区概况

6.5.2 洞庭湖区水深平均二维水动力模型

6.5.3 一维和二维水动力模型的连接

6.5.4 洞庭湖河湖系统水动力模型验证

6.5.5 洞庭湖区枯水期水动力特征

参考文献

附录 虚拟调蓄面积的推导过程

《水动力及水环境模拟方法与应用》针对自然水体的水动力与水环境特征，围绕岸边污染混合区、大型水库水温分层、湖泊水库的富营养化、过坝水流的溶解气体超饱和、复杂河网的物质传输等水环境问题，模拟了水流动力条件的变化规律；在此基础上，分析了相关的物理输移和生化反应过程，建立了水环境模拟的数学模型，预测了水温、营养盐、叶绿素、溶解氧等重要环境要素的时空变化，探究了它们在不同条件下的发展趋势。《水动力及水环境模拟方法与应用》基础理论严谨，模拟方法高效，并在三峡水库、太湖、洞庭湖、三亚河等重要水域得到广泛应用，可作为水动力学和水环境领域的研究生、研究人员和工程技术人员的参考书。