湖泊水流形成的数值模拟
为了定量验证Tsho Rolpa湖的水动力系统(图6)，通过在计算域内制作Tsho Rolpa湖盆三维图(图11)，对湖流进行了三维模拟。湖盆实际大小参照1992年水深图(图1)[9]。湖流模拟采用了新版CFD气流模拟程序“PHOENICS 2006”。考虑空间分布的冰块在湖底[29],计算域x x y z = 3249 x 760 x 130集是被一块整体(0°C)的Ax x Ay Az = 200 x 760 x 130 x = 0 200和一块整体(绝热)Ax x Ay Az = 3049 x 760 x 130 x = 200 - 3249 m,它统一包含石屑在里面。对应Tsho Rolpa[2]观测到的流出量，x = 0时Ay x Az =20m x 5m入口的冰川融水流入量为3 ~ 15m3/s。出水口设置在其在湖面上实际位置对应的位置(图1A)。考虑悬浮沉积物[19]的粒径分布，在0°C的融水中混合粒径为250pm(2%)、62.5pm(3%)、16.25pm(15%)、3.91pm(40%)和0.977pm(40%)的沉积物(颗粒密度，ps = 2,730kg/m3)。配制混合物的容重pc = 1003kg /m3 (C = 5.0g/L)。湖面上的流速(m/s)由(u, v) =(-0.05， -0.01)变化为(0,0)作为风驱动电流，其中u和v是流速的x和y分量。
作为初始条件，整个湖水均匀设定在3.5℃，湖盆周围的块体设定在0℃。考虑AWS[2]站点观测到的净辐射，湖面热通量恒定为130 W/m2。的科里奥利效应通过给出科里奥利参数f = 2Qsin0 =6.813 x 10-5 s-1，其中Q是地球的角速度(=7.29 x
10-5 rad/s)和9是纬度(Tsho Rolpa =27°51')。附近的小岛末冰碛设为0°C的冰块。在气流模拟中，完全隐式和混合方法被用于求解不可压缩流体的连续性和运动积分方程(Navier-Stokes)的离散类型。的涡流粘度在Navier-Stokes方程中采用标准k - e模型计算。利用计算得到的流速场，假设悬浮泥沙的涡流扩散系数等于悬浮泥沙的湍流扩散系数，求解悬浮泥沙浓度C的平流扩散方程(1)。
融水流入(itSfe)
融水流入(itSfe)
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- 图11。在计算域内建立了实际大小的措罗尔帕湖盆。盆形参照图1水深图制作。
- + u \ 1 + v + (w - w) 1 =我Kx-1 + - K + - \ Kz-I (1)
dt ^Sx))" \dz) dx ^ x dx) dy ^ y dy) dz ^ z dz)
其中w为流速的z分量，ws为悬浮泥沙在静水中的沉降速度，Kx、Ky、Kz为泥沙的湍流扩散系数。悬沙浓度C表示为体积分数在水中，近单位平均泥沙沉积的数值。的分子扩散忽略了，因为湍流扩散比较大。
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