多重复杂动力因素作用下近海环流结构及污染物输运过程研究

针对近海严峻的水环境形势，以研究近海多重复杂动力因素作用下的环流结构及污染物输运过程为目标。（1）建立基于非结构网格的参数化表面波浪模型，使之与非结构有限体积海洋数值模型进行双向耦合。波浪模型向海洋模型提供有效波高、波周期、波向等波要素，通过考虑波浪对表面及底部边界层的影响以及在控制方程中添加三维辐射应力项，使得三维非结构海洋模型考虑波浪的影响；海洋模型向波浪模型提供流速及波周期平均水面。（2）在此模型基础上，全面考虑波浪、潮流、热盐、风以及入海径流等影响对近海复杂的环流结构进行模拟，并通过粒子追踪对环流结构进行系统研究，分析各种因素对近海环流结构的影响。（3）研究近海环流结构下污染物输运过程，分析近海海域的污染物承载能力及对生态系统的影响，结合地理信息系统进行直观的可视化分析。为近海环境规划与管理以及污染控制和治理提供科学依据和可靠手段，具有重要的科学意义与应用价值。

针对近海严峻的水环境形势，以研究近海多重复杂动力因素作用下的环流结构及污染物输运过程为目标。建立了基于非结构网格的参数化表面波浪模型，使之与非结构有限体积海洋数值模型进行双向耦合。波浪模型向海洋模型提供有效波高、波周期、波向等波要素，通过考虑波浪对表面及底部边界层的影响以及在控制方程中添加三维辐射应力项，使得三维非结构海洋模型考虑波浪的影响；海洋模型向波浪模型提供流速及波周期平均水面。在此基础上，全面考虑波浪、潮流、热盐、风以及入海径流等影响对近海复杂的环流结构进行模拟，并通过粒子追踪对环流结构进行系统研究，分析各种因素对近海环流结构的影响。研究近海环流结构下污染物输运过程，以及波浪潮流作用下海区悬沙输运过程，结合地理信息系统进行直观的可视化分析。为近海环境规划与管理以及污染控制和治理提供科学依据和可靠手段，具有重要的科学意义与应用价值。研究成果在《Environmental Modelling & Software》、《Coastal Engineering》、《Frontiers of Earth Science》以及《中国科学》等国内外学术期刊上发表了标注国家自然科学基金项目（51179025）资助的期刊论文14篇，论文被SCI收录6篇、EI收录2篇。项目的研究成果获2013年度海洋工程科学技术奖二等奖，培养毕业了硕士研究生5名，开展了国际合作和学术交流。