【摘 要】
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随着城市化进程的加快和社会经济的发展，我国湖泊水环境受到不同程度的污染，严重制约了社会的可持续发展，开展湖泊水污染的防治工作已经刻不容缓。本文围绕湖泊水环境修复的社会需求，以湖泊水动力水质模型为理论基础，以数值模拟和计算机技术为手段，为探索湖泊流场和污染物的时空变化规律提供重要的理论和技术支持。本文的主要研究内容及创新性成果归纳如下：
(1)基于水动力学原理和物质迁移转化机理，建立了湖泊二维水动力及水质模型。以武汉市东湖为研究对象，模拟分析了东湖的风生流特性以及水质变化规律。
(2)提
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随着城市化进程的加快和社会经济的发展，我国湖泊水环境受到不同程度的污染，严重制约了社会的可持续发展，开展湖泊水污染的防治工作已经刻不容缓。本文围绕湖泊水环境修复的社会需求，以湖泊水动力水质模型为理论基础，以数值模拟和计算机技术为手段，为探索湖泊流场和污染物的时空变化规律提供重要的理论和技术支持。本文的主要研究内容及创新性成果归纳如下：
(1)基于水动力学原理和物质迁移转化机理，建立了湖泊二维水动力及水质模型。以武汉市东湖为研究对象，模拟分析了东湖的风生流特性以及水质变化规律。
(2)提出了一种新的东湖引调水方案，该方案采用自流为主泵引为辅的引水方式，并且兼顾东湖在汛期承担防洪排涝功能的实际要求，对东湖引水后的水质改善效果进行模拟分析，结果表明该方案是一种可行的引调水方案。
(3)针对静压水动力模型在模拟具有明显非静水压强分布特征的水体时存在的不足，建立了非静压二维水动力模型，并采用一种改进的ADI法对模型进行离散求解。对孤立波和正弦波在复杂地形情况下传播过程的模拟结果表明，该模型具有较高的模拟精度。
(4)提出了一种基于线程池的二维水动力模型并行计算方法，用以提高模型在模拟大尺度水体或网格数较多时的计算效率。该并行计算方法首先基于分治策略将模型的计算任务划分为多个独立的子任务，然后利用线程池技术创建并维持多条子线程动态处理子任务。研究结果表明，基于并行计算的水动力模型获得了较好的加速效果，明显提高了计算效率。
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