FVCOM流域、海洋水环境数值模拟方法及实践技术应用

FVCOM在近岸水环境模拟方面具有一定优势，如采用非结构化三角形网格易于拟合岸线和局部加密，垂向σ坐标系易于拟合底边界地形，干湿判别法处理潮滩动边界，内外模分裂以节省计算时间等。本教程包括海洋数值模式基础理论讲解，Linux操作系统下FVCOM运行环境搭建，应用FVCOM进行流域、海洋水动力、温盐、水质的数值模拟，水动力、温盐、水质的数值模拟结果的率定、相关前沿问题的介绍等。本学习具有较强的应用价值，使学员具备独立模拟流域、海洋水动力、水环境的能力，为更好地解决科研、工作中的实际问题提供基础。

第一章、FVCOM水动力相关理论

1.主流海洋数值模式特点介绍(FVCOM、POM、HYCOM等)
2.不同坐标系下FVCOM控制方程推导
3.FVCOM有限体积法介绍
4.FVCOM水动力、温盐方程求解过程推导
5.FVCOM程序求解流程介绍

第二章、Linux系统下FVCOM运行环境搭建

1.虚拟机安装及配置详解
2.Linux系统安装配置详解
3.Linux系统下FVCOM常用命令介绍
4.INTEL编译器安装配置详解
5.OPENMPI安装配置详解
6.NETCDF库安装配置详解
7.Linux环境变量配置
8.实操练习:FVCOM水动力算例试运行

第三章、FVCOM三维水动力数值模拟前处理

1.图新地球、SMS、Notepad++、Global Mapper软件安装
2.免费岸线数据提取及处理
3.地形数据的获取及处理
4.坐标系统转换
5.SMS非结构三角形网格生成
6.SMS网格划分技巧及质量优化
7.FVCOM水动力数值模拟所需全部文件介绍及制作
8.实操练习:某海域岸线、地形获取及网格生成优化

第四章、FVCOM三维水动力数值模拟

1.FVCOM模型全部功能及可解决问题介绍
2.编译FVCOM生成可执行程序
3.FVCOM运行配置文件全部参数详解
4.案例讲解:某海域FVCOM水动力数值模拟参数设置
5.FVCOM运行时可视化变量检查
6.实操练习:使用FVCOM进行某海域水动力数值模拟

第五章、FVCOM三维水动力计算结果可视化及率定方法

1.FVCOM水动力计算结果文件查看及全部变量详解
2.水位等值线图、流场矢量图绘制
3.水动力数值模拟常用率定方法介绍
4.FVCOM新变量输入、计算、输出的源码修改方法介绍
5.基于中国海的FVCOM底摩阻源码修改
6.案例讲解:某海域水动力计算结果的率定
7.实操练习:FVCOM水动力计算结果率定及作图

第六章、FVCOM三维温盐数值模拟前处理

1.FVCOM三维温盐数值模拟所需文件介绍
2.FVCOM三维温盐模拟所需气象数据下载及处理
3.FVCOM三维温盐初始场设置
4.FVCOM三维温盐开边界数据下载及处理
5.径流输入文件制作
6.实操练习:某海域FVCOM三维温盐前处理文件制作

第七章、FVCOM三维温盐数值模拟率定及可视化

1.FVCOM三维温盐模块编译
2.FVCOM三维温盐数值模拟参数配置
3.FVCOM三维温盐数值模拟结果可视化
4.FVCOM三维温盐常见率定方法介绍
5.温度极大值、盐度极小值等常见问题的处理
6.实操练习:某海域FVCOM三维温盐数值模拟结果可视化及初步率定

第八章、FVCOM三维水质数值模拟

1.FVCOM三维水质控制方程各生化反应源项详解
2.FVCOM三维水质输入文件介绍
3.水质初始场文件制作
4.水质污染物源项输入文件制作
5.几种水质开边界文件制作
6.FVCOM三维水质参数文件制作
7.FVCOM三维水质模拟参数配置
8.实操练习:某海域FVCOM三维水质数值模拟输入文件制作

第九章、FVCOM三维水质计算结果可视化及率定方法

1.FVCOM三维水质计算结果可视化
2.基于污染源排放等问题的FVCOM水质源码修改
3.NC格式输出FVCOM水质变量的源码修改
4.相关性分析在FVCOM水质模型参数率定中的应用
5.参数敏感性分析在FVCOM水质模型参数率定中的应用
6.实操练习:某海域FVCOM三维水质数值模拟结果可视化及初步率定

第十章、FVCOM三维水环境数值模拟总结回顾及问题答疑

1.FVCOM水动力数值模拟流程回顾
2.FVCOM温盐数值模拟流程回顾
3.FVCOM水质数值模拟流程回顾
4.问题答疑

基于FVCOM模型的三维水动力、水交换、溢油物质扩散及输运数值模拟技术

近岸海域水交换是海洋环境科学研究的一个基本命题, 污染物通过对流输运和稀释扩散等物理过程与周围水体混合, 与外海水交换, 浓度降低, 水质得到改善。交换不畅的水体, 由于污染物的持续累积, 往往会形成诸如富营养化等问题。水体中物质、污染物的分布与水体中的物质输运过程密切相关。水体的油类污染通常来自于突发性石油泄漏，溢油事件造成的环境污染会降低水体使用价值与生态系统服务功能，构建数值模拟溢油事故可为溢油发生后的应急处置提供决策依据。

本教程基于FVCOM的水动力模块、染色剂模块、粒子追踪模块，旨在通过数值模拟的手段，解决水交换及污染物迁移扩散问题、溢油及物质输运问题。学习分为十部分，应用性较强，通过本教程的学习，可具备独立数值模拟流域、海洋水动力，解决水交换及污染物扩散问题、溢油及物质输运问题的能力，以解决科研、工作中的实际问题。

第一章、FVCOM基础理论

1.主流海洋数值模式及特点介绍
2.FVCOM水动力模块、染色剂模块、粒子追踪模块控制方程介绍
3.FVCOM数值方法介绍
4.FVCOM程序计算流程介绍
5.FVCOM求解过程推导详解

第二章、FVCOM运行环境部署

1.虚拟机安装及配置
2.Linux系统安装配置
3.Linux系统下FVCOM常用命令介绍
4.INTEL编译器安装配置
5.OPENMPI安装配置
6.NETCDF库安装配置
7.Linux环境变量配置
8.实操练习：FVCOM运行环境搭建及水动力算例运行

第三章、FVCOM三维水动力数值模拟前处理

1.岸线数据提取及处理
2.地形数据的获取及处理
3.SMS非结构三角形网格生成
4.SMS网格划分、优化技巧详解
5.SMS地形数据插值
6.实操练习：某海域岸线提取，SMS生成优化及地形插值
7.Python前处理使用及详解
8.Matlab前处理使用及详解
9.Chinatide前处理使用及详解
10.实操练习：某海域岸线FVCOM运行所需全部的文件制作

第四章、FVCOM三维水动力数值模拟

1.FVCOM 编译及所有模块详解
2.FVCOM模型可解决问题介绍
3.FVCOM运行所需全部参数详解
4.案例讲解：某海域FVCOM三维水动力数值模拟参数设置
5.FVCOM运行时可视化变量检查
6.实操练习：使用FVCOM进行某海域三维水动力数值模拟

第五章、FVCOM三维水动力计算结果可视化及率定方法

1.FVCOM水动力计算结果文件查看及全部变量详解
2.Matlab绘制水位等值线图、流场矢量图
3.FVCOM水动力常用率定方法介绍
4.案例讲解：某海域水动力计算结果的率定
5.实操练习：FVCOM水动力计算结果可视化

第六章、FVCOM三维水交换及污染物扩散问题数值模拟及前处理

1.该问题FVCOM数值模拟所需文件介绍
2.满足该问题更多实际需求的FVCOM源码修改
3.FVCOM染色剂模块编译
4.该问题初始场设置方法及文件制作
5.该问题边界条件设置方法及文件制作
6.FVCOM河流文件制作及试运行
7.FVCOM风场数据下载、文件制作及试运行
8.该问题参数设置
9.案例+实操练习：某海域该问题FVCOM数值模拟

第七章、FVCOM三维水交换及污染物扩散问题可视化及结果分析方法

1.该问题FVCOM数值模拟结果可视化
2.示踪物总浓度随时间变化作图及分析
3.示踪物滞留时间及半交换时间作图及分析
4.示踪物水平分布及时间演变作图及分析
5.案例+实操练习：某海域FVCOM该问题结果可视化分析

第八章、FVCOM三维溢油及物质输运问题数值模拟及前处理

1.该问题FVCOM数值模拟所需文件介绍
2.FVCOM粒子追踪模块编译
3.该问题粒子释放文件制作
4.该问题参数设置
5.案例+实操练习：某海域该问题FVCOM数值模拟

第九章、FVCOM三维溢油及物质输运问题可视化及结果分析方法

1.该问题FVCOM数值模拟结果可视化
2.粒子时空分布作图及分析
3.粒子输运轨迹作图及分析
4.不同动力因素对结果影响作图及分析
5.欧拉余流作图及分析
6.拉格朗日余留及分析
7.案例+实操练习：某海域FVCOM该问题结果可视化分析

第十章、总结回顾及问题答疑

1.FVCOM水动力数值模拟流程回顾
2.FVCOM水交换及污染物扩散数值模拟流程回顾
3.FVCOM溢油及物质输运数值模拟流程回顾
4.问题答疑