人工岛是一种典型的海岸工程,依托人工岛常建设有邮轮码头、游艇泊位、休闲沙滩、水上乐园、内湖水系等休闲娱乐设施和景观工程,人工岛水域的水质环境对于人工岛综合功能的正常运营具有十分重要的意义,尤其是人工岛内湖水系的水体交换能力更是影响人工岛景观环境的重要指标,开展人工岛内湖水系水体交换研究,可为人工岛的规划、设计和管理提供理论依据和科学指导。本文以琼州海峡铺前湾正在建设的如意岛内湖水系为例,基于FVCOM数学模型,构建了如意岛海域三维水动力及物质输送数学模型,模拟计算了研究海域潮汐动力条件及其对内湖水系水体交换的影响,论文主要工作及内容如下:(1)通过FVCOM水动力模型建立铺前湾人工岛海域数学模型,对铺前湾人工岛水系进行水动力模拟,分析人工岛外围及其内部水系流场,分析了潮汐和季风对人工岛内湖水系流场的影响。模拟计算结果表明,在潮流运动和季风的驱动下,中部水系水动力强度优于人工岛的西部和东部水系,流速也较大,西部水系流速要大于东部流速;涨落潮东向流时期,水体纵向上自北向南流,横向上自东向西流,表层和底层流态基本保持一致;西向流时间段,纵向上自南向北流,横向上自东向西流。(2)利用质点追踪模型对自然情况下人工岛内湖水体交换进行模拟,结果表明人工岛水系的与外海的水体的大量交换主要集中前1个潮周期内,随着涨落潮会伴随着一定的旧水回流。水体交换较差区域主要为人工岛西部水域的最西端、群岛水道、中部的南端和东部部分水道,中部区域水域水体交换良好。SSE风向和S风向有利于人工岛内湖的水体交换,ENE风向抑制了内湖的水交换能力。(3)通过在水动力数学模型中引入闸门开闭模块,根据涨落潮情况开启和关闭闸门控制内湖水位及内外交换情况,利用对流扩散模型模拟计算闸门控制情况下的水体交换情况,分析计算不同调度方式对水体交换能力的影响。