基于EFDC的鄱阳湖水动力研究

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鄱阳湖作为中国第一大淡水湖泊,对鄱阳湖湖区乃至整个长江中下游的生态经济和安全有相当大的影响,并且在我国的经济建设中占有很重要的地位。湖泊水环境研究的基础是其水动力的研究,本文运用EFDC建立鄱阳湖模型进行模拟,分析了鄱阳湖湖区的水动力特征及其相关信息。本文采用2008年的实测数据建立了鄱阳湖几何模型,以此为基础,进行了水动力模型、温度模型、染色剂和水龄模型以及风场模型的模拟分析,获得以下主要结果:湖区的水位变化在丰水期和枯水期有明显的差别。在丰水期湖区的平均水位达到17.2m而枯水期的平均水位为13.3m,且不同时期湖泊的水面面积和容积、水力特点差异较大,在鄱阳湖的丰水期会出现长江水的倒灌。枯水期时“五河”入口处的温度较低,湖区温度整体分布较均匀;丰水期时“五河”入口处的温度较低,但是湖区温度分布不均匀,在东部湖湾处因为水体交换速度慢温度明显较高。“五河”入水进入湖区的不同区域并影响湖泊水体的交换能力。以赣江为例,赣江水没有因为地形的影响往东北湖湾处流,而是在由南向北的水体驱动力的作用下在中央入江水道处与其他河流水混合向北流,赣江水在湖区的覆盖面积多达20%-30%;鄱阳湖的水体交换能力较强,符合其季节性过水特征,但在丰水期的后期由于长江水的顶托倒灌作用水体交换能力明显减弱。水位和湖面速度随着风向而变化,但改变量较小,同时,风力会引起垂向混合,湖区中心和边界处的垂向速度会因为风的作用而有较大的不同。上述对鄱阳湖水动力多方面的模拟分析表明:水位和水流是分析鄱阳湖水动力过程的最基本因素,它们会因为水动力因素(“五河”来流、倒灌、风等)的影响和时间的不同发生显著的变化,特别表现为“高水是湖,低水似河”的特征。通过全面掌握湖区的水温、流速以及水体混合和交换输运等水力特征,可以为鄱阳湖建设和可持续发展提供有力的技术支持。
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