毕业论文答辩PPT模板-1.ppt

1、基于EFDC的鄱阳湖水动力研究,答辩人： 指导老师： 专业：,目录 CONTENTS,我国第一大淡水湖泊，第二大湖泊。 我国十大生态功能保护区之一，世界自然基金会划定的全球重要生态区之一。 世界上最大的鸟类保护区。 长江干流重要的调蓄性湖泊，在中国长江流域中发挥着巨大的调蓄洪水和保护生物多样性等特殊生态功能的作用 鄱阳湖国家湿地公园为世界六大湿地之一 具有“枯水一线，洪水一片”的独特自然景观,鄱阳湖位于位于江西省北部，长江中下游南岸。流域面积162225平方千米，占江西省国土面积的93.9%。上乘赣、抚、信、修、饶之水，下接长江。鄱阳湖以松门山为界，分为南北两部分，其中北部为入江水道，南部为主

2、湖区，整体呈现南高北低、西高东低的地势。,2020/8/12,鄱阳湖流域属亚热带季风气候区, 受季风影响, 流域各支流降水丰富且集中，鄱阳湖水系 4- 7月为汛期, “五河”来水渐涨, 湖水水位上升，水面面积扩大; 长江的主汛期则出现在 7- 9月, 鄱阳湖水位受长江洪水的顶托作用而迅速抬升, 并且长时间维持在高水位, 湖区年 最高水位及洪涝灾害主要发生在这一时期 。湖区多年的平均风速为3.01米每秒，历年最 大风速达到34米每秒。夏季多为南风或偏南风，冬季和春秋季多北风或偏北风，全年以 北风出现的频率最高。,2020/8/12,现状： 1、湖体萎缩 2、长江干流和五河流域内大中型水利工程的建

3、设 3、生物多样性受到威胁 4、水环境开始恶化 5、全球气候变化加剧流域内降水强度和频率规律的改变 综上，鄱阳湖面临的情况很复杂，洪涝、干旱、水土流失、生物多样性等问题，水环境质量也正在急剧恶化，富营养化问题将成为现今鄱阳湖水环境要面临的根本问题。 本文拟解决的问题： 科学可靠的数值模拟可以通过辅助评价管理策略来加强对水资源的管理，一个完整的湖泊的数值模拟包括了水动力模拟，泥沙模拟，水质模拟，污染物输运的模拟，风浪模拟等方面，但水动力模拟是一切模拟（包括泥沙输运和水质模拟）分析的基础，它可以提供水流速度和环流速度、混合和扩散、水温和密度分层等信息。本文主要是解决： 1、建立鄱阳湖水动力算例 2

4、、了解鄱阳湖的水动力演化过程 3、分析鄱阳湖的水力演化和输运驱动的机理 方法： 利用开源环境流体动力学程序包 EFDC（Environmental Fluid Dynamics Code）,鄱阳湖现状和本文拟解决问题,2020/8/12,为什么选择EFDC？,EFDC是一个开源程序代码,可用于模拟包括河流、湖泊和近岸海域等一维、二维、三维地表水系； EFDC模型具有通用的文件输入格式，同时具有能快速耦合的水动力、泥沙等模块； 有完整的前、后处理软件EFDC-Explorer，采用可视化的界面操作，能快速的生成网格数据和处理图像文件； 具有各种流量边界、压力/开放边界、水力结构边界选择，能充分满

5、足实际情况的需求； EFDC模型采用曲线正交坐标系，垂向采用Sigma坐标，能较好的拟合近岸复杂的岸线和地形； 使用质量守恒格式的干湿网格处理方法，能很好的处理由于水位的改变引起的水面面积的改变，保证了浅水湖泊计算结果的准确性。,因此，对鄱阳湖这种高度动态性、季节性、吞吐型湖泊具有很好的适用性。,2020/8/12,鄱阳湖模型,XXXX年,XXXX年,边界条件,底部高程,平面网格大小：800m*800m 垂向网格层数：3层 五河边界：流量边界 湖口边界：水位边界,2020/8/12,星子,都昌,水位率定对比图 （红线表示模型计 算结果，黑线表示 实测结果）,2020/8/12,棠荫,康山,20

6、20/8/12,误差分析,由上表得到的误差分析结果在合理的范围内。但是由于800*800的网格不能很准确的反应河道地形的特点，因此，在枯水期河相时误差较大。,倒灌分析,鄱阳湖水力演化过程,上图的水力演化过程按照：枯水期 汛期 洪水期 顶托倒灌期 消退期枯水期变化。,倒灌现象是鄱阳湖非常特有的一种现象，它的产生是因为江湖的相互作用，而鄱阳湖流域的汛期和长江流域的汛期在整年中是交错的。,2020/8/12,春分：全湖域平均水位 13.3m，平均水深1.2m ，鄱阳湖湖区水面面积较 小，平均水深较浅，南北 水位相差4m左右，东西 的水位相差4m，呈现典 型的河相特征。,水位特点分析,2020/8/1

7、2,在夏秋季节：湖区水位平均，但是由于作用机理不同使得水位高的原因也不相同。且水面面积大，呈现高水是湖的特征。,2020/8/12,2020/8/12,2020/8/12,2020/8/12,倒灌速度矢量图,1、通过染色剂模型分析赣江对鄱阳湖的影响。 2、染色剂模型可以作为污染事件发生时，影响范围分布的模拟。 3、水龄是鄱阳湖的一个重要水力参数，有助于了解水力机理和输运能力分析。,2020/8/12,春分 夏至 赣江入流的染色剂分布图,2020/8/12,秋分 冬至 赣江入流的染色剂分布图,2020/8/12,倒灌前 倒灌后,倒灌来水,倒灌使湖流逆向，改变了各种物质的输运方向，对营养物质的分布

8、产生新影响。,倒灌的水量达到了5.05亿立方米,鄱阳湖湖区的国家级自然保护区,2020/8/12,从表可知，倒灌前后湖区水位增加了2.1m，水面面积增大了518平方千米。 倒灌是长江流域途径的湖泊中鄱阳湖拥有的一个独特的特征，它是鄱阳湖对长江水发挥调洪蓄水作用的机理，同时也是鄱阳湖湖区泥沙输入的一个重要来源。 顶托、倒灌是江湖相互作用的体现，目前江西省正在筹划建立鄱阳湖枢纽工程，工程的建立将对江湖之间的作用产生重要影响。,2020/8/12,春分 水龄分布图,水龄定义为颗粒物从入口传输 到指定点的时间，即空间某点 的水龄表示从水体进入关注区 域到该点所需的时间。水龄越 大，表示水体对这些物质的

9、输 运速度慢，水体被交换程度越 弱，反之，水龄越低。水体输 运速度快，水体的交换程度越 强，水的活性越高。,2020/8/12,夏至 秋分 水龄分布图,鄱阳湖汛期,顶托倒灌期,出湖湖水水龄时间序列图,在上图中，出现水龄为零，是因为长江水的倒灌，使出湖口变为入口。在枯水期鄱阳湖湖水交换时间在一个月左右；在秋季的顶托倒灌期，湖水的交换时间为2个多月。相对于其他湖泊，鄱阳湖的动态性强一方面表现在水位和面积的变化较大，还有就是鄱阳湖的水体的输运能力较强，换水周期较短（如，太湖的水龄在180天左右），这是鄱阳湖目前没有发生较严重水质问题的原因。,对比不同风向对鄱阳湖水位的影响,2020/8/12,风场作

10、用下，会产生增减水现象，设定风速为全年平均风速3m/s，水位的改变幅度为 0.01m左右。,东风0,东南风135,1、结论,（1）、建立了鄱阳湖的水动力算例，模拟误差较小，符合鄱阳湖的实际情况，为EFDC在鄱阳湖这种高度动态性湖泊中的后续应用提供具体的实例。 （2）、鄱阳湖2008年的水动力演化为枯水期、汛期、顶托倒灌期，消退期等过程，体现了鄱阳湖作为过水性，吞吐型湖泊的特点。 （3）、建立的水动力模型能预测倒灌的发生，且得到了倒灌的流量的大小。顶托和倒灌作用对鄱阳湖水位和水体输运的影响较大，是鄱阳湖发挥调洪蓄洪的主要机理，同时也延长了鄱阳湖的水体交换时间，倒灌时湖流的逆向使物质的输运和分布产生了新的变化。 （4）、定量的得到了鄱阳湖水体的交换时间，大部分时间为1个月左右，在秋季由于顶托倒灌作用大约为2个月左右。 （5）、在风场作用下鄱阳湖有增减水现象。,2）由于缺少数据，没有进行流速和流量的率定。,不足之处：1） 枯水期精度不够。网格可以继续细化，或者采用正交网格，改善枯水期精度。,2、不足和展望,展望 1）