《海南重点海域入海二维、三维潮流污染物扩散数值模拟、污染源估算、利益相关者识别与协调、允许入海排放量推荐方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海南重点海域入海二维、三维潮流污染物扩散数值模拟、污染源估算、利益相关者识别与协调、允许入海排放量推荐方法（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、附 录 A（规范性附录）二维潮流污染物扩散数值模拟A.1 适用范围本附录规定了平面二维潮流、污染物扩散的数值模拟原则、方法、内容及要求。属于宽浅型，且各要素垂向掺混较均匀的近岸海域，可采用沿水深平均的二维潮流、污染物扩散数值模型近似描述海水的三维运动；其余情况则宜采用三维数值。A.2 模型计算域的确定及网格剖分A.2.1 模型计算域的确定模型计算域的确定应符合：a）计算域应能反映工程海区整体流场特性和特征，应保证计算域开边界处的水文要素不受域内工程方案的影响；b）开边界宜选在流场比较均匀的断面。A.2.2 网格剖分网格剖分应符合：a）网格大小应有足够的空间分辨率，并应考虑海洋水质的预测需求；b
2、）网格结点水深应能反映水下地形特征；c）应有利于概化和反映岸线边界、岛屿边界等固边界。A.3 平面二维潮流、污染物扩散的数值模拟A.3.1 基本资料用于平面二维潮流数值模拟的基本资料应符合如下要求：a）实测资料应满足模型潮位验证的需要，包括：计算域内至少2个站的潮位数据，计算域内2个6个测点的潮流周日连续观测数据；b）潮流的调和分析应按GB/T12763.8中海洋调查资料处理所列方法和步骤进行；c）岸界和水深应从实测水深图或最新出版的海图上读取，同时应注意海图水深与平均海平面之间的转换。读取岸界数据时应注意当地虾池、盐田和围海造地等的实际范围。A.3.2 基本方程A.3.2.1 潮流运动方程海
3、域内需考虑科氏力的影响。潮流连续方程、动量方程以及对流扩散方程可表达如下：t+(h+)ux+(h+)vy=(h+)S（A.1）ut+uux+vuy=fv-gx-fbu2+v2h+u+x(Nxux)+y(Nyuy)+usS（A.2）vt+uvx+vvy=-fu-gy-fbu2+v2h+v+x(Nxvx)+y(Nyvy)+vsS（A.3）式中：潮位，即水面到某一基准面的距离，m；h未扰动水深，即某一基准面下的水深，m；u,vx，y向的流速，m/s；f科氏参数，f=2sin，为地转角速度，其值约为2246060s-1；g重力加速度，m2/s；t时间，s；S点源流量，m3/s；us,vs点源流速，m/
4、s；fb为底摩阻系数；Nx,Ny为潮流沿x、y向的紊动粘性系数，m2/s。A.3.2.2 污染物扩散方程 hCt+uhCx+vhCy=x(hDxCx)+y(hDyCy)-FhC+hS（A.4）式中：h水深，m；c污染物浓度；Dx,Dyx、y方向的扩散系数；F衰减系数；S污染物的源汇项；根据环境问题的需要及源汇项的具体表现形式等可对方程进行进一步的变换。A.3.3 计算模式应根据计算域地形特征等具体情况，计算模式可采用有限差分法、有限体积法或有限元法等适宜的方法计算。 A.3.4 初始条件和边界条件A.3.4.1 初始条件(x,y,t)t=0=0(x,y)（A.5）u(x,y,t)t=0=u0(
5、x,y)（A.6）v(x,y,t)t=0=v0(x,y)（A.7）S(x,y,t)t=0=S0(x,y)（A.8）式中：0、u0、v0、S0分别为对应的初始时刻的已知值。A.3.4.2 边界条件当计算域内存在大面积潮间浅滩时，宜采用动边界技术处理露滩问题。a）固壁边界利用岸壁法，取法向不可入条件，即法向流速为零（A.9）b）开边界潮位过程控制：(x,y,t)=*(x,y,t)（A.10）流速过程控制：u(x,y,t)=u*(x,y,t)（A.11）v(x,y,t)=v*(x,y,t)（A.12）式中：开边界；潮位，m；u,vx，y方向的流速。A.3.5 基本参数水流湍流涡粘系数可由试验确定，也
6、可通过验证计算确定，其值可取0100m2/s。A.4 验证工作及精度控制A.4.1 验证工作验证工作应包括率定和验证计算，模型的相关参数应通过率定确定。验证计算应满足计算结果与实测结果基本相符的要求，同时应满足验证计算精度的要求。验证计算内容应主要包括：a）潮位过程线验证；b）流速、流向过程线验证和局部流态；c）水质验证。A.4.2 精度控制验证计算精度应符合：a）潮位，高低潮时间的相位允许偏差为0.5h，最高最低潮值允许偏差为10cm；b）流速，憩流时间和最大流速出现的时间允许偏差为0.5h，流速过程线的形态基本一致，涨落潮段平均流速允许偏差为10%；c）流向，往复流时测点主流流向允许偏差为
7、10，平均流向允许偏差为10；旋转流时测点流向允许偏差为15；d）流路与原型观测资料趋于一致。e）污染物模拟浓度值应与实际观测浓度值整体趋势一致，相对误差一般在40%以内。附 录 B（规范性附录）三维潮流污染物扩散数值模拟B.1 适用范围本附录规定了三维潮流、污染物扩散的数值模拟原则、方法、内容及要求。潮混合不均匀、各要素垂向分布不均匀，海域水文条件较复杂或模拟分辨率要求较高的海域，应使用三维潮流、污染物扩散模型。B.2 模型计算域的确定及网格剖分垂向分层和平面网格剖分应根据计算域地形特征等情况进行。平面可采用矩形网格或三角形网格，剖分应符合A.2的规定。垂向分层不宜少于10层。B.3 三维潮
8、流数值模拟方法B.3.1 基本资料用于三维潮流数值模拟的基本资料除应满足A.3的要求外，还应包括不同水层的流速、流向资料。B.3.2 基本方程B.3.2.1 潮流运动方程三维连续方程、动量方程见式（B.1）式（B.4）： ux+vy+z=0（B.1）ut+uux+vuy+uz=fv-1Px+x(Nxux)+y(Nyuy)+z(Nzuz)（B.2）vt+uvx+vvy+vz=-fu-1Py+x(Nxvx)+y(Nyvy)+z(Nzvz)（B.3）t+ux+vy+z=-1Pz+x(Nxx)+y(Nyy)+z(Nzz)-g（B.4）式中：x,y,z原点o置于某一水平基面，z轴垂直向上的直角坐标系坐标
9、；u,v，x，y，z向的流速，m/s；p-水压力（kg/m2）；f科氏参数，f=2sin，为地转角速度，其值约为2246060s-1；g重力加速度，m/s2；t时间，s；水密度，kg/m3；Nx,Ny,Nz为潮流沿x、y、z向的紊动粘性系数，m2/s。B.3.2.2 污染物扩散方程Ct+uCx+vCy+Cz=x(DxCx)+y(DyCy)+z(DzCz)-FC+S（B.5）式中：c污染物浓度；Dx,Dy, Dzx、y、z方向的扩散系数；F衰减系数；S污染物的源汇项；根据环境问题的需要及源汇项的具体表现形式等可对方程进行进一步的变换。B.3.3 计算模式应根据计算域地形特征等具体情况，计算模式可
10、采用有限差分法、有限体积元法或有限元法等。垂向分层可采用坐标、z坐标等方法。B.3.4 初始条件和边界条件B.3.4.1 初始条件(x,y,z,t)t=0=0(x,y,z)（B.6）u(x,y,z,t)t=0=u0(x,y,z)（B.76）v(x,y,z,t)t=0=v0(x,y,z)（B87）(x,y,z,t)t=0=0(x,y,z)（B98）S(x,y,z,t)t=0=S0(x,y,z)（B.10）式中：-相对于xoy坐标平面的水位（m）；S-污染物浓度（kg/m3）;t-时间（s）；0、u0、v0、S0分别为对应的初始时刻的已知值。B.3.4.2 边界条件当计算域内存在大面积潮间浅滩时，
11、宜采用动边界技术处理露滩问题。a）固壁边界利用岸壁法，取法向不可入条件，即法向流速为零（B.11）b）开边界开边界可采用边界实测水（潮）位或分层流速过程，也可由外海开边界控制的大模型中提取潮位或分层流速过程。潮位过程控制：(x,y,t)=*(x,y,t)（B.12）流速过程控制：u(x,y,z,t)=u*(x,y,z,t)（B.13）v(x,y,z,t)=v*(x,y,z,t)（B.14）式中：开边界；潮位，m；u,vx，y方向的流速。c）水面边界条件uz=0（B.15）vz=0（B.16）=t+ux+vy（B.17）式中：z方向的流速。d）床面边界条件udx+vdy+w=0（B.18）B.3
12、.5 基本参数水流湍流涡粘系数可由试验确定，也可通过验证计算确定，其值可取0100m2/s。B.4 验证工作及精度控制B.4.1 验证工作三维潮流污染物扩散数值模拟的验证计算应包括下列内容：a）潮位过程线；b）分层流速、流向过程线；c）垂线平均流速、流向过程线；B.4.2 精度控制潮位、分层流速、流向、垂线平均流速、流向等的验证计算精度应满足A.4的要求。附 录 C（资料性附录）污染源估算推荐方法C.1 陆域污染源估算C.1.1 入海（跨界）河流Load=i=1nCinQr=cQr（C.1）式中：n为采集样品的数量；Ci为采集样品中某因子的瞬时浓度；Qr为污染负荷估算时段内的平均流量。C.1.
13、2 工业污染源C.1.2.1 污染物产生量Gp=pM（C.2）式中：Gp工业（某种）水污染物年产生量，kg；p工业（某种）水污染物产生系数，kg/t，参照第二次全国污染源普查生活污染源产排污系数手册（试用版）确定；M产品总量/原料用量。C.1.2.2 污染物排放量EO=Gp-GpK1-CB（C.3）式中：Gp工业（某种）水污染物年产生量，kg；工业（某种）水污染物采用的末端治理技术的平均去除效率，%；K工业（某种）水污染物采用的末端治理设施的实际运行率，可用年耗电量/（总额定功率年运营时间）计算；CB废水回用率，%。有条件的区域也可根据有关部门发布的数据或在线监测数据计算。C.1.3 生活污染源C.1.3.1 城镇生活源a）人均日生活用水量q=2.74QYRY（C.4）式中：q人均日生活用水量，L；QY城镇综合生活用水量，104m3，参照第二次全国污染源普查生活污染源产排污系数手册（试用版）确定；RY用水人口，104人，参照第二次全国污染源普查生活污染源产排污系数手册（试用版）确定；人均日生活用水量须通过第二次全国污染源普查生活污染源产排污系数手册（试用版）系数校核，如超出合理范围则直接使用相应地区和城镇
