《洱海湖泊及湖湾三维水动力模型构建及特征分析》

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1、第３８卷第１期昆明理工大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３８Ｎｏ１２０１３年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｆｅｂ．２０１３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－８５５ｘ．２０１３．０１．０１６洱海湖泊及湖湾三维水动力模型构建及特征分析卫志宏，杨振祥，唐雄飞，吕兴菊，朱江，窦嘉顺，杨四

2、坤，孟良（中国大理洱海湖泊研究中心，云南大理６７１０００）摘要：基于环境流体动力学模型ＥＦＤＣ（ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＦｌｕｉｄＤｙｎａｍｉｃＣｏｄｅ），建立了洱海湖泊及湖湾的三维水动力模型．利用洱海２０１０和２０１１年实测的水位、库容、流速和温度资料对模型进行了率定和验证．水动力模拟结果与实测资料吻合度较好，表明水动力模型能够很好地反映洱海的水位、流速和水温等变化过程．应用模型对洱海湖泊及湖湾的水动力状况进行模拟，研究八个典型风场作用下洱海全湖及局部湖湾的特征流态．最后，利用模型研究在主导

3、风作用下的洱海风生流过程，分析各个阶段的流场特征及风应力平衡情况．研究结果初步揭示了洱海的水动力过程，为洱海的水环境管理和水质改善提供理论基础和技术依据．关键词：洱海；ＥＦＤＣ；三维水动力模型；风生流中图分类号：Ｘ１４３；Ｋ９２８４３文献标识码：Ａ文章编号：１００７－８５５Ｘ（２０１３）０１－００８５－１１Ｔｈｒｅｅ－ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃＰｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎＥｒｈａｉＬａｋｅＷＥＩＺｈｉｈｏｎｇ，ＹＡＮＧＺｈ

4、ｅｎｘｉａｎｇ，ＴＡＮＧＸｉｏｎｇｆｅｉ，ＬＶＸｉｎｇｊｕ，ＺＨＵＪｉａｎｇ，ＤＯＵＪｉａｓｈｕｎ，ＹＡＮＧＳｉｋｕｎ，ＭＥＮＧＬｉａｎｇ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＥｒｈａｉＬａｋｅ，Ｄａｌｉ，Ｙｕｎｎａｎ６７１０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＦｌｕｉｄＤｙｎａｍｉｃＣｏｄｅ（ＥＦＤＣ）ｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｃ

5、ｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎＥｒｈａｉＬａｋｅ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｃａｌｉｂｒａｔｅｄａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄｕｓｉｎｇｆｉｅｌｄｄａｔａｍｏｎｉｔｏｒｅｄｉｎ２０１０ａｎｄ２０１１，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｖａｒｉａｂｌｅｓｕｓｅｄｆｏｒｍｏｄｅｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｃｌｕｄｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ，ｌａｋｅｖｏｌｕｍｅ，ｃｕｒｒｅｎｔｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉ

6、ｔｈｏｂｓｅｒｖｅｄｄａｔａａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｌｓｉｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｌｌ．Ｌａｋｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄｔｙｐｉｃａｌｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｕｎｄｅｒｅｉｇｈｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｉｎｄｓｐｅｅｄｓａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｗｉｎｄｄｒｉｖ

7、ｅｎｃｕｒｒｅｎｔｉｓｓｔｕｄｉｅｄｆｉｎａｌｌｙ，ｗｉｔｈａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｗｉｎｄｓｔｒｅｓｓｂａｌａｎｃｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓ．ＴｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆＥｒｈａｉａｒｅｒｅｖｅａｌｅｄｂｙｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＥｒｈａｉＬａｋｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｒｈ

8、ａｉＬａｋｅ；ＥＦＤＣ；ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌ；ｗｉｎｄ－ｄｒｉｖｅｎｃｕｒｒｅｎｔ０引言洱海位于云南省大理州中部，属澜沧江流域黑惠江支流天然水域，是云南省第二大高原淡水湖泊，属［１］国家重点保护的水域之一．湖泊形似耳状，略呈狭长形，南北长４２．５ｋｍ，东西宽５．９ｋｍ，呈北北西—南南东向展布（图１）．随着洱海流域社会经济的发展，面源污染负荷的不断增加，入湖水质水量下降，水体呈现富养化趋势，洱海水质已由２０世纪９０年代的Ⅱ～Ⅲ类下降为近年来的整体Ⅲ类