随着滨海城市的发展,围海造地的工程越来越多。工程项目改变了原始的岸线地貌,减少了海域面积,降低了水体交换能力。而且人工堤岸破坏了生态平衡,容易受到侵蚀。本文作为天津临港经济区人工堤岸生态修复与重建工程的一部分,建立了天津港海域和北港池的水动力、示踪剂扩散和拉格朗日粒子跟踪模型,就天津临港经济区北港池水体交换能力以及港池北堤岸的生态改造效果进行数值分析。本文的具体工作和结论如下:建立了EFDC水动力模型,综合考虑了风、潮流对北港池水交换能力的影响,并将港池按地形和功能区划分为10个子区域,比较了各个子区域之间的水交换能力的差别。计算结果表明,东南风加强了港池的平均水交换能力,而西北风减弱了港池的平均水交换能力。港池各个子区域间水交换能力差别明显,港池口端水体水交换能力最强,港池顶端最弱,港池中间段各区域也有差别,靠近北岸处,由于环流的存在,减弱了水体交换能力。采用不同的时间尺度作为港池水交换能力的评价指标,各个区域间的对比关系会发生改变。所以针对不同的区域特征,应该选择合适的时间尺度。设计三种不同坡度的堤岸,并计算堤岸毗邻水域的水体流动情况,综合考虑选取30o坡度为最终方案。计算堤岸上植被对水体流动的拖曳影响,及其所受的潮流力和波浪力。以水土交界处为原点,比较植被极端受力的力矩与植被须根能承受的最大力矩,可知文中选取的种植密度200株/m2,直径1.5cm,高度1.2m的大米草的存活需要在此区域添加三维网垫、混凝土框格等植被加固措施。