普兰店湾水体交换数值模拟研究

采用不规则三角网格和有限体积方法,建立普兰店湾附近海域的潮流数值模型,在验证良好的潮流数学模型的基础上,以溶解态的保守物质作为示踪剂,对普兰店湾水交换状况进行了数值模拟,将普兰店湾划分成6个区域,针对各区域进行了水交换能力研究。结果表明:普兰店湾内不同区域的地形和地理位置变化较大,水体交换能力平面分布不均匀。在普兰店湾的6个子区域中与湾外的水交换速度最快的为A区（湾口处）,连续潮作用10 d后,水体交换率达到45%。水交换速度最慢的为F区,100 d后水体交换速率为14%。普兰店湾内水交换控制机制的区域性差异使得湾内不同区域水交换率相差较大。     

生态修复后普兰店湾水体交换数值研究

本文基于非结构化数值模型研究了普兰店湾的水动力特征,耦合输移扩散模型研究不同修复方案对水交换的影响。模拟得到:普兰店湾内涨落潮流向与岸线走向一致,池梗拆除增加15%的水域面积,提升了10%的海湾纳潮量。方案一工程后池梗高程较低,滩涂漫滩及干出流场较为均匀;方案二工程后池梗相对较高,池梗之间流速较大,滩涂流场较为杂乱。工程前湾中水体半交换时间为0～70天左右,湾底区域在70天以上,方案一工程实施后,湾中半交换时间降至50天,方案二降至60天;工程前湾内平均半交换时间为36.8天,方案一下降至 24.0天,方案二降至 28.5天,方案一较方案二提升12%,对湾内水质改善更为明显。     

岸线地形变化对环渤海排污口临近海域水交换能力的影响

本文采用DHI MIKE3模型,基于渤海2004年和2014年的岸线地形数据,搭建了新旧岸线地形条件下渤海三维水动力模型,并在此基础上耦合拉格朗日粒子追踪模块,对环渤海主要排污口的粒子影响距离进行研究,来表征岸线地形变化对排污口附近海域的水交换能力的影响。模拟结果表明:环渤海排污口水交换能力整体呈减弱趋势。辽东湾西北部和东北部湾顶、渤海湾西北部湾顶、莱州湾大部分区域减弱幅度较大;渤海湾南口和渤海海峡附近水交换能力明显增强;位于岸线变化程度较小海域的排污口水交换能力变化不大。造成排污口附近水交换能力变化的主要原因包括岸线地形变化引起的余流方向、大小的变化和构筑物附近小环流的产生。     

大连湾和大窑湾表层沉积物病毒分布特点

为了揭示近岸沉积物环境中的病毒-细菌关系,以及探讨病毒对污染环境的响应,本研究利用SYBR Green I染色计数法,分别对2012年5月(春季)、8月(夏季)和11月(秋季)大连湾和大窑湾表层沉积物中的病毒和细菌丰度进行了检测。结果表明:大连湾表层沉积物病毒丰度的季节变化表现为夏季春季秋季,最高值1.59108VLP/g(湿重)出现在夏季;最小值1.53106VLP/g出现在春季。平面分布春季为湾中 湾顶 湾口,夏季和秋季分布特点为湾中 湾口 湾顶。病毒和细菌有显著相关性(R2=0.80,n=20)。而大窑湾表层沉积物病毒丰度的季节变化则变现为夏季秋季春季,最高值7.08107VLP/g出现在夏季,最小值1.16106VLP/g出现在春季。大窑湾区域分为湾内和湾外,3个季节的平面分布均表现为湾外湾内。病毒和细菌的关联性较大连湾差(R2=0.50,n=12)。大连湾及大窑湾表层沉积物病毒与细菌之比分别为4.12和4.09。两个海湾沉积物病毒分布有所差异,可能与沉积物环境有关系,有待进一步研究。     

桑沟湾总溶解态无机砷的分布与季节变化

:利用氢化物发生原子荧光光谱法对桑沟湾春、夏、秋、冬四个季节的总溶解态无机砷(TDIAs=[As3 ] [As3 ])进行了测定.TDIAs的浓度4月和7月较低,分别为9.3±1.6 nmol/L,8.3±2.2 nmol/L;而11月和1月浓度较高,分别为18.5±0.6 nmol/L,17.9±2.0 nmol/L.4到7月,湾内海带等生长旺盛,湾内水交换能力较差,湾内TDIAs浓度较低;秋季海带收获后和冬季海带苗刚人海且生长缓慢,湾内水交换能力比4月和7月高,此时海湾内TDIAs浓度也较高.TDIAs在桑沟湾的分布和季节变化受湾内海带、贝类养殖和水文环境的影响显著.     

基于数值模拟的大连湾水交换能力研究

基于无结构三角网格的FVCOM海洋模式,以K₁、O₁、P₁、Q₁、M₂、S₂、N₂和K₂ 8大分潮调和常数为驱动,建立了大连湾海域的高分辨率三维水动力数值模型。通过与实测数据的对比,该模型可以较好地模拟大连湾海域的水动力特征。在此基础上叠加DYE-RELEASE模块,模拟了大连湾整体和分区域的水交换过程,以半交换时间作为评价指标分析了水交换能力。模拟结果显示:示踪物质释放初始时刻对大连湾整体的半交换时间有影响,平均半交换时间为9.6 d~12.3 d。对比大、小潮期间的物质输运过程,大潮期间海湾平均示踪物质浓度下降速度更快,水交换能力更强。大连湾的半交换时间的空间分布特征表现为距离湾口越近,半交换时间越短;相同距离下,西南部较东北部半交换时间短。大连湾中部水交换能力最强,其次是红土堆子湾,甜水套湾和臭水套湾最差。     

藻类在大连湾的水环境行为数值模拟研究

应用三维水质模型对大连湾水体中的藻类碳浓度的时空变化规律以及其影响因素进行了研究,选择主要的模型参数进行了灵敏度分析。由空间分布的模拟结果可知,在大连湾,藻类主要集中在排污口附近区域。由季节变化模拟结果可知,在湾顶部的排污口区藻类生产显示明显的季节变化趋势,在夏季,主要受到磷酸盐浓度的限制。灵敏度分析显示,在排污口区水体的扩散能力对藻类生产的影响较大,在湾中部和湾口区主要受到磷酸盐负荷的影响。模拟结果可以为大连湾的污染控制、水质规划和管理提供科学依据。     

大亚湾海域春季营养现状分析与评价

根据2007年4月对大亚湾海域调查结果,分析并评价了该海域春季的营养状况.结果表明,DIN为湾西部和中部含量较高,PO4-P为湾中部海域含量较高,SiO3-Si为澳头附近海域中部和核电站附近海域东南部含量较高;底层DIN、PO4-P和SiO3-Si水平分布均表现为澳头附近海域中部含量较高于其他海域;上覆水中DIN和PO4-P为整个湾内水域分布相对较均匀,而SiO3-Si为霞涌西南部近岸海域和核电站附近海域东南部含量较高.从营养结构看,与Redfield值和Justic等提出的营养盐化学计量限制标准比较符合N限制条件.根据修正后的营养状态指数评价模式和有机污染评价指数计算结果,2007年春季大亚湾海域营养水平属于贫营养水平,有机污染程度表层、底层属0级,而上覆水属1级,表明大亚湾海水水质良好.     

广海湾海域营养盐时空分布及富营养化评价

依据2014年10月（秋季）和2015年4月（春季）的广海湾海域海洋环境调查结果,对盐度、营养盐和叶绿素等环境生态因子的时空分布特征进行了分析,采用富营养化指数法（EI）和营养质量状态指数法（NQI）评价海域的富营养化状态水平,研究了营养盐、氮磷比、浮游植物量及种群结构之间的联系。结果表明:广海湾海域春季营养盐分布呈近岸、湾顶向湾口下降的变化趋势;秋季广海湾海域营养盐呈西北海域低、东南海域高的趋势。营养盐分布与浮游植物之间相互影响,是一种相对动态变化关系。春、秋两季广海湾均呈现富营养化状态,分布呈近岸高、远海低的趋势,秋季的富营养化状态比春季严重。     

象山港潮余流结构及水体半交换时间数值研究

基于三维FVCOM模型研究了象山港的潮流场特征,同时耦合Lagrange粒子追踪法及保守污染物输运模型,研究了湾内余环流结构、粒子长期迁移轨迹和湾内水交换特征等。结果表明:象山港海域为非正规的半日浅海潮,其中M2为其主要分潮;潮致余环流的特征明显,湾外分为两支,一支自牛鼻山水道东岸流入,绕六横岛经佛渡水道南部流出;第二支由佛渡水道进入湾内,并在口门内偏转再经牛鼻山水道西侧流出,其部分水体在牛鼻山水道中部与第一支汇合;西沪港以西峡湾内的余流基本指向湾口,西沪港内余流则指向口门;考虑湾内水体与湾外整体交换时,西沪港的污染物半交换时间在90 d左右,黄墩港和铁港内半交换时间在180 d左右,两支余流作用范围内的湾口半交换时间在20 d以内。     

基于三维水动力水质数值模型的象山港排污策略研究

本文以象山港（半封闭港湾）为研究对象,采用Delft 3D软件建立三维水动力数值模型,对其潮位、潮流、温度、盐度的时空变化进行验证分析,计算结果与实测结果基本吻合,表明该模型能够较好地模拟象山港海域的水动力特征。为进一步研究象山港内污染物的迁移转化过程,在上述水动力模型的基础上构建三维水质模型,水质模拟结果与实测数据吻合良好,可以反映水质的变化趋势。利用验证后的水质模型,针对排污口的落潮排放、排放量减少和排污口整合3种排污策略进行模拟计算,分析排污口对象山港水质变量的影响程度。模拟结果表明,象山港水质环境受排污口影响明显,3种排污策略均可以直接降低港内DIN浓度,但不同的工况表现出不同的影响特征。     

污水排放对河口水功能区环境影响的数值模拟

通过二维水动力水环境数值模拟方法,研究了杭州湾河口地区多种水功能区并存情况下余姚污水厂污水排放对水环境的影响,分析了COD_Mn、NH₃-N、TP的包络范围、平面分布特征和对各水功能区的影响。研究表明:污染物单增量正常排放时,污染带形态沿水流方向呈瘦长型;等浓度污染带包络面积大潮大于小潮,最大值显著大于平均值,事故工况污染面积大于正常工况;叠加其他污染源和环境本底正常排放时,排放口混合区面积为0.20 km2,满足要求;根据多功能区环境影响评价方法,满足最严格的水质管理目标,对海洋功能区划、一类海水功能区划水质类别管理目标未产生影响。研究在工程实际应用中具有典型性,研究成果可以为潮汐河口的排污口选址论证,水环境影响模拟等相似工程提供参考。     

粤港澳大湾区土壤污染问题计量及可视化分析

土壤污染问题已经成为粤港澳大湾区迈向国际一流湾区的桎梏,对标纽约、旧金山和东京三大世界一流湾区可以为应对大湾区土壤环境压力提供方向指引.以Web of Science核心数据库中相关文献为研究对象,运用文献共被引分析、关键词共现分析和关键词突现检测的文献计量定量分析方法,对世界三大湾区土壤污染领域的研究现状进行了分析.结果表明,目前世界湾区土壤污染的研究主题主要集中在土壤污染物来源、空间分布、修复处理研究,以及土壤污染的生物可利用度、对海洋生物的不利影响、海洋生物指标在土壤污染评估的作用;土壤污染物研究的热点集中在重金属污染和有机污染上,海洋生物关联研究则对土壤污染的毒性、引发的生物性畸变和生物标志物讨论较多.通过对比国内外湾区土壤污染研究状况,发现我国湾区土壤污染研究相比世界三大湾区起步较晚,且现有国内文献成果的研究区域和主题分布不均衡,特别是在湾区土壤污染的海洋生物关联研究方面热度较低.因此,开展粤港澳大湾区海陆一体化研究、扩展考察领域至土壤污染的相关海洋生物研究,对完善我国粤港澳大湾区土壤污染研究、应对大湾区土壤环境问题至关重要.     

普兰店湾潮流场数值模拟

针对近年来我国近海海洋环境影响评价的需要，运用具有移动边界的潮波动力学有限 差分模型，模拟了普兰店湾 潮 流场，复演了该湾的潮流结构和时空变化过程。验证结果表明，模拟计算的流速平均差为－1.52cm/s，流向平无差为-2.5 度，完全符合潮流预报的精度要求。     

三峡支流大宁河库湾水质分布变化原因及其生态效应

为探讨三峡支流大宁河库湾水体水质分布变化的原因及其产生的生态效应,从大宁河库湾污染源、三峡干支流水体交换等视角,建立三峡干流与大宁河库湾交换水量的计算公式,监测大宁河库湾表层水样水质的逐月变化情况,重点分析不同调度期三峡干支流水体交换变化驱动下大宁河库湾水质时空分布的响应变化.结果表明:①三峡干流回水倒灌、大宁河上游来流是大宁河库湾水量、TN、TP等的主要来源,干流表层水体EC（电导率）、ρ（TP）和ρ（TN）均高于大宁河上游来流.②蓄水期至高水位期,在干流回水倒灌作用和库湾水量滞留作用的影响下,库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布向上延伸至距离入江口0~20 km及以上的库湾水域.泄水期至低水位期,干支流交换水量为负值,表示库湾流出水量高于干流回水倒灌水量.这两个时期库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布首先集中于距离入江口0~5 km的库湾水域,随后向库湾中游方向延伸,可能因泄水后期、低水位期仍有少量干流回水从中表层方向倒灌以及库湾中游藻密度高引起.③5-9月距离入江口0~20 km的库湾中游、下游水域藻密度明显高于其他时期其他水域,与水温适宜、非氮非磷限制的营养结构[TN/TP（摩尔比）为30~40]促进藻类生长繁殖有关.研究显示,不同调度期干支流水体交换是驱动大宁河库湾水质分布变化的重要因素,进而库湾水体氮、磷营养结构的时空变化一定程度上影响着浮游藻类生长分布.      

莱州湾海洋生态环境状况与污染防治策略初探

本文基于2015年以来莱州湾海洋环境公开数据,系统地分析了莱州湾海域水质、富营养化分布特征及变化情况,并针对海湾环境污染问题提出建议。结果表明,2020年莱州湾海域水环境和富营养化状况有所改善,主要污染物无机氮的含量大幅降低,富营养化面积显著减少,渤海综合治理攻坚战环境综合治理工作取得阶段性成效;但小清河和黄河入海口附近污染依然严重,海湾水环境质量较2001年有所退化,主要表现为平均pH和溶解氧浓度小幅降低以及氮磷比失衡加剧;海湾生态系统处于亚健康状态,主要限制因素为生物密度波动较大,互花米草入侵亦对海湾生态环境健康状况造成负面影响。建议按照“陆海统筹、河海兼顾、协同共治”的治理思路,强化对污染物采取“源头控制、过程监管、末端治理”的综合防控措施,建立莱州湾污染物总量控制制度,科学核算总氮、氨氮等重点污染物的允许排放量,采用“削减排放”和“增加容量”相结合的方式,实现重点污染物有效防治,推动莱州湾区域生态环境质量持续改善。