河口和海岸地区是人类重要的物质和能量的集散地,这里人口密集,工业发达,集中了大量的河口和海岸工程。随着我国经济的不断发展,环境问题也日益加剧,例如该地区的污染物排放处置、滩涂促淤围垦和海洋环境保护等方面的问题。为此,对于河口海岸地区环境问题的研究,无疑是非常重要而迫切的,从长远的角度考虑,只有掌握了环境的发展变化规律,才能做到该区域的可持续性发展。(1)首先对国内外潮流数值模型的研究进展进行了总结,分析了长江口地区潮流水动力及环境问题的现状。(2)基于公开代码的ECOMSED模型,建立了长江口及其邻近地区的三维潮流数值模型,通过对相应测点的潮位、流速、流向等实测资料进行验证,表明模拟的计算结果和实测资料的吻合程度较高,能够较好的反应模拟区段内的长江口地区的水动力环境变化,为进一步的环境研究提供依据。(3)随着全球气温的升高,海平面也在持续上升,根据IPCC(联合国气候变迁小组)的预测,模拟分析了海平面上升100cm后对长江口潮流场的影响。数值模拟结果表明,随着海平面的上升,部分湿地被掩埋,长江口地区的高低潮差增大,涨落潮的动力增强,流场相应发生变化。(4)基于拉格朗日粒子追踪技术,采用单个粒子以及粒子群模拟追踪了长江口的石洞口、竹园、白龙港三大污水排污口区域污染物质的运动轨迹,并模拟了海平面上升后粒子的运动轨迹。分析了水体表层、中层、底层污染物的运动特性及其影响范围,在掌握污染物质的运动规律基础上,对该区域水体的排污设置方式提出了参考建议。