狭窄海湾潮交换的分段模式Ⅰ. 模式的建立

Ｋｕｏ和Ｎｅｉｌｓｏｎ的分区段潮交换模式基于Ｋｅｔｃｈｕｍ潮冲程理论划分区段，并以各断面的回流系数来反映区段间的交换特征，是一个适合于狭长小潮湾沿程水交换近似估算的简捷有效的模式。本研究对该模式中的混合过程物理简化方式作了更为合理的修正，即引起了“内湾各相邻区段间水体混合交换同时发生”的设定。同时，甚至对交换率概率的系统分析，本文还对模式中最重要特征参数回流系数的特征及其简化确定方法作了进一步探讨     

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。     

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。     

渤海采冰增量盐分扩散的数值研究

海冰的大规模开采会导致周围水体的盐分增加.本文基于ECOMSED模式,建立了渤海潮流驱动下的盐分扩散模式,来定量的分析渤海结冰期增量盐分的扩散情况.结果表明,渤海的三个湾中,莱州湾的盐分交换能力最强,渤海湾次之,辽东湾的盐分交换能力最弱.渤海中部海域通过与三个湾的水交换,对抑制冰区盐度升高具有重要作用.通过渤海海峡,渤海有向外海输出的净盐通量.     

罗源湾海水与外海水的交换研究

根据多年的实测潮位资料，分析罗源湾的潮注特征，并计算出该湾的纳潮量，海水的交换率及海水半更换期。结果表明：罗源湾潮差较大，具有较大的纳潮量、大潮期间该湾的总纳潮量可达到０．９６×１０＾９ｍ＾３。就平均而言、罗源湾海水的半更换期约为１７个潮周期。     

大辽河感潮河段水体交换的数值研究

基于FVCOM建立大辽河感潮河段的水动力-扩散数值模型,采用保守物质输运扩散法研究大辽河感潮河段在潮和径流作用下的水体交换特征。结果表明:径流是影响大辽河感潮河段水交换的主要因素,径流为114 m3/s条件下,半交换时间为226 h,587 h后达到90%的交换状态,且径流加倍,对应交换时间近似线性递减;子区域水交换差异由潮和径流的相互作用决定,径流越大,靠向上游河段水体交换得越快,径流减小时近河口区段水体交换变快,而中游河段交换变慢。     

钦州湾潮流和污染物扩散的数值模型 (Ⅰ)钦州湾潮流的数值模拟

钦州湾地处北部湾顶,大约位于108°27’-108°45’E,21°30’-21°55’N。它是广西沿海最大的一个港湾。钦州湾岸线曲折,湾中有湾,各种资源极为丰富。 为适应钦州湾的开发和利用,在海岸带调查过程中,作者对该湾作了重点调查研究,此文是钦州湾污染扩散的数值模型中的一部分。 一、潮波动力学方程及其数值模式说明 (一)潮波动力学方程 直角坐标系下的潮波基本方程组取如下形式:     

小窑湾海水交换与环境预测的初步研究

１９９９年８月大潮汛期对小窑湾海水交换与环境预测进行了海上调查。分析研究表明：小窑湾降潮时流 中初次流入湾内的外海水所占比率为２２％，落潮时流出量中初次流了湾内的湾水所占比率为４１％，湾内外海水的交换率为１６．７％。小窑湾目前的水域环境为国家一类标准，著假设Ｄ＝０，小窑湾的湾内水质达到湾外水质标准需２００个潮周期，约１００ｄ左右。     

狭窄海湾潮交换的分段模式Ⅱ.在象山港的应用

作者前文所建立的狭窄海湾潮交换的分段模式的合理性由矩形海湾数值计算结果得到验证，并被应用于象山港海湾更新周期估算。     

普兰店湾水交换能力及排污布局合理性分析

本文研究了普兰店湾在潮汐作用下的水交换时间,并在此基础上结合普兰店湾排污口布局现状、海洋功能区划与2015年春季水质大面调查结果,讨论了普兰店湾现有排污布局的合理性。以ROMS模型构建的渤海-普兰店湾高分辨率嵌套潮流场模型为基础,利用拉格朗日粒子追踪法计算了湾内的水交换时间分布,结果显示受岸线和水深分布的影响,普兰店湾水交换能力区域差异明显,西边界湾口开阔区域水交换能力较强,海湾中部和湾顶区域水交换能力较弱。海湾中部潮余流场呈现逆时针漩涡状结构,对湾中部与湾顶区域污染物向湾外扩散起到了阻碍作用,致使以上两区域的水交换时间达到300 d以上。普兰店湾内主要排污口大都分布于湾东部水交换能力差的区域,排海污水难以向外界扩散而易于形成聚集。2015年春季水质大面调查结果亦显示,普兰店湾中部与湾顶排污口聚集区域水质差于海洋功能区划的水质标准。应根据普兰店湾水交换能力的分布特点,合理规划排污布局,从而改善湾内水质状况。     

钦州湾海域纳潮量和水交换能力的数值模拟研究

利用MIKE21 FM建立了钦州湾海域二维潮流模型,通过验证,结果与实测资料吻合良好,在此模型基础上分别选取企沙镇-乌雷村连线和21.75°N作为钦州湾和茅尾海的湾口断面,计算了钦州湾和茅尾海的纳潮量;在潮流模型的基础上耦合保守物质的对流扩散模型,分别对有无径流条件下钦州湾和茅尾海的水交换能力进行数值模拟研究。结果表明:钦州湾纳潮量最大为17.1×108m3,最小为1.89×108m3,平均9.20×108m3;茅尾海纳潮量最大为5.5×108m3,最小为0.62×108m3,平均2.96×108m3;有径流时钦州湾水体半交换时间为17.5 d,茅尾海半交换时间为9.3 d;无径流时钦州湾水体半交换时间为60.8 d,茅尾海半交换时间为45.4 d。     

狭窄海湾潮交换的分段模式Ⅱ.在象山港的应用

作者前文所建立的狭窄海湾潮交换的分段模式的合理性由矩形海湾数值计算结果得到验证，并被应用于象山港海湾水的更新周期估算     

海口湾水质污染监测可比性问题的初步探讨

对海口湾近10a每年三航次大面观测站磷酸盐的监测结果进行了分析，发现每年和各季度监测结果的平均值存在可比性问题，难以反映污染物的变化趋势，给海洋环保部门的环境管理造成困难，每年投入大量经费得到的监测结果没有发挥应有的环境效益。针对存在的问题该文从水交换和海洋气象条件方面对存在的问题进行了初步探讨，并指出，监测时间尽量选择在基本相同的海况条件，布设周日连续观测站在受海况影响较小的湾中部较深的海域，一个潮周期得出污染物的平均值基本可解决大面观测站存在的可比性问题。     

口外岸线变化对茅尾海潮流动力及水体交换的影响

2005年以来,钦州湾口外围填海规模近3000 hm2,岸线变化十分显著,对其上游茅尾海潮流动力及水体交换产生了一定影响。本文通过建立钦州湾-茅尾海二维潮流数学模型,从潮流特征、纳潮量、水体交换周期等方面探讨了2005~2015年间钦州湾岸线变化对茅尾海潮流动力及水体交换的影响,其中,水体交换周期以总负荷的半交换时间表征,避免了单点浓度半交换时间表达中采样点位置不同导致的偏差,以及平均浓度表达中不同时刻水体体积差异带来的误差。研究结果表明:口外岸线变化使钦州湾湾口进一步缩窄,纳潮容积减小,茅尾海潮流流速和潮差减小,潮量减小1.30%~1.53%,半交换周期增加51 h,潮流动力及水体交换能力均有所减弱。     

污水处理厂内毒物归宿模型的参数估计及应用

在建立城市污水处理厂毒物归宿模型的基础上，继续探讨了固液相吸附分配系数Ｋｐ，生物降解速率系数Ｋｂ，挥发及吹脱速率系数ＫｖＫｓｔ等模型参数的估计方法，并就模型的检验，模拟及其在风险评价中的应用作了案例研究。     

莱州湾西南部岸线变迁对海域水动力影响的数值研究

20世纪70年代以来,盐田、养殖围堤、港口堤坝建设等开发活动使莱州湾西南部岸线变迁尤为显著,从而引起了海湾水动力环境的改变。为探究近50年莱州湾水动力环境对海湾西南部岸线变迁的响应,本文建立二维数值模型,研究莱州湾西南部3个时段岸线变迁对海湾潮流、纳潮量和水交换的影响。结果表明,1968－2020年莱州湾西南部流速变化以减小为主,流速变化较大的区域主要位于盐田或养殖围垦区和新建港口附近海域。近50年,莱州湾纳潮量呈逐年减小趋势,大潮、中潮、小潮和全潮平均纳潮量分别减少5.85%、7.28%、8.85%和6.47%,围填海是导致纳潮量减小的主要原因。1968－2010年莱州湾整体的水交换能力有所提高,2010－2020年则相差很小;从局部看,1990－2020年港口附近海域的水交换能力均显著降低。     

流沙湾多环芳烃(PAHs)污染特征和来源分析

PAHs的生物富集性使其在养殖海域的研究对人体健康和生态环境具有重要意义。流沙湾海水PAHs污染的特征是2-3环的化合物为主要污染物,总体浓度水平较低,但变化大;内湾PAHs含量较外湾高,与各站点所在位置,水体交换以及污染源有关;由菲/蒽和荧蒽/芘7、种化合物的线性相关性,以及主因子成份分析得出流沙湾PAHs的污染源主要为石油源和燃料燃烧等混合源。     

深圳湾水域中重金属在不同相间的分布特征

在深圳湾水域采集沉积物、上覆水和悬浮颗粒物样品开展重金属污染研究。结果表明，表层沉积物中金属浓度呈上升趋势，尤其是锌。湾内沉积物中锌、镉、钴和镍的可交换态比例明显高于湾外，体现了沿岸污染径流输入的影响。悬浮颗粒物与表层沉积物之间的物质交换和再分配导致两相间金属浓度显著相关，从湾内向湾外，铜、镍锌的浓度梯度在异相间表现出相似的空间变化模式。     

污泥沉降比与回流比的数学模式及应用

本文从活性污泥法的曝气池生物量守衡以及污泥体积指数与污泥回流浓度之间关系等理论中推导出污泥沉降比与污泥回流比的数学模式。进而，利用这一数学模式对污泥回流及剩余污泥排放等进行了理论上的探讨。