含感潮河流的海岸带海水入侵特性的调查研究

以太平洋附近3.2 km2的区域为调查对象。首先,通过区域内的19口地质调查井,确认了含水层由透水性不同的多层土质构成,含水层以下的不透水层总体上从海岸开始呈逐渐隆起的山丘状。其次,通过测量距海岸不同距离的10口井水铅直方向电导率,确认了咸淡水混合区域特征点和地下水面伴随着潮汐的波动而变化的规律。即,在同一位置不同季节,其变化的特征不同;同一季节不同位置的调查井,因所处位置的地质构造及与海岸、感潮河流距离的不同,其变化特征也不同,这与迄今为止的众多研究结果不同。此外,通过分布于区域内的36个电法探测点的探查和井水铅直方向电导率的调查认为,海水入侵虽然受到感潮河流的一定影响,但从整个调查区域来看海水仍以"楔状"向着内陆入侵。同时,针对调查区域的不透水层的特征建立的数理模型对以上的部分调查结果给出了定性解释。     

潮汐河流动态水环境容量计算方法探讨

基于目前采用的静态水态水质数学模型计算河流平均水环境容量的方法，难于满足感潮河流的动态水环境容量时变过程，且计算精度不高的情况，提出了潮汐河流动态水环境容量的计算方法和计算步骤，以满足感潮河流水质管理规划的需要。通过对某一感潮河流实际计算应用，表明这一新的计算方法在理论上与实践上是可行的。     

滨海地带地下水面与咸淡水界面伴随潮汐变化规律的研究(Ⅱ)数值仿真模拟的咸淡水界面伴随着潮汐波动的变化规律

采用二维数值仿真的手法,系统的探讨了存在于非平坦的不透水层上的海岸带含水层的天然地下水面、咸淡水界面伴随着潮汐波动而变化的规律.即伴随着潮汐的波动,天然地下水面和咸淡水界面振动的振幅及其之间的相位差的大小不但与不透水层的形状有关,而且还与天然地下水面的水力坡度、含水层的渗透系数及不透水层形状变动的幅度有关.     

滨海地带地下水面与咸淡水界面伴随潮汐变化规律的研究（Ⅱ）数值仿真模拟的成淡水界面伴随着潮汐波动的变化规律

采用二维数值仿真的手法,系统的探讨了存在于非平坦的不透水层上的海岸带含水层的天然地下水面、咸淡水界面伴随着潮汐波动而变化的规律。即伴随着潮汐的波动,天然地下水面和咸淡水界面振动的振幅及其之间的相位差的大小不但与不透水层的形状有关,而且还与天然地下水面的水力坡度、含水层的渗透系数及不透水层形状变动的幅度有关。     

城市感潮河流溶解氧收支及调控的模拟研究

城市感潮河段受径流、潮汐动力及流域排污等多重影响,易引发河道缺氧现象.通过建立潭江(开平段)二维水动力水质模型,并采用拉格朗日粒子示踪、情景分析等手段,研究水流输运、生化反应过程对溶解氧的影响,进而探索提升关键断面溶解氧浓度的调控策略.结果表明：(1)潭江干流上游水团输送比支流镇海水更快,且同等增量下,潭江干流流量变化对下游影响更大;但对潭江干流开平市区下游新美断面污染贡献中,镇海水对其总磷(TP)污染贡献较大,而新昌水对其总氮(TN)污染贡献较大;(2)新美断面、镇海水的娄冈断面及新昌水的公义断面均为耗氧断面;水体有机物耗氧是本区域溶解氧消耗的主要过程,占总消耗的64.4%,其次为底泥耗氧,占总消耗的32.5%;水体中氧气的主要来源为浮游植物的光合作用,占比约64.6%;(3)增加上游流量、下移城区排口位置或削减上游临近城区污染源均可提高下游溶解氧浓度;与镇海水相比,提高潭江干流流量的效果更为明显;下移城区排口位置虽有效果但可操作性较弱.     

基于GA的感潮河流水污染控制多目标优化

文章针对感潮河流水质时空变化的特点,建立了污水处理费用函数、动态水质模型与NSGA-Ⅱ算法相耦合的流域水污染控制多目标优化方法。采用该方法对深圳河流域5个污水处理厂的污染物去除效率进行优化,得到流域污水处理费用与河流上、中、下游控制断面水质潮周期超标率的多目标解集排列图。结果表明:(1)所有控制断面水质超标率都小于50%、25%和0%时,最小处理费用分别为1.92、1.94和1.98亿元/a;(2)上、中、下游控制断面各自的水质超标率为0%时,最小处理费用分别为1.98、1.91和1.90亿元/a。决策者可根据水质管理要求和经济条件在多目标解集排列图中进行方案比选。该方法的应用可为感潮河流水污染控制提供科学依据。     

感潮河流的排污规划与管理模型研究

根据河流水质的差分模型,推导出一个感潮河流的排污规划与管理模型,它表现了河段上各排口允排量Ｐｊ与各排口单独排放时的允排量Ｙｊ的关系：ΣＰｊ／Ｙｊ＝１。文中用实例阐述了该模型的应用与验证情况,结果显示：该模型结构简单,容易计算,能方便地用于排污规划、管理与实时控制工作中。     

感潮河网水域(广州河段)纵向离散系数的研究

感潮河网地区的污染物质混合输移的机制十分复杂,本文结合广州河段1987年枯水期的水文水质同步实测资料,利用理论分析,室内实验及计算机模拟识别等方法,对感潮河网地带的纵向离散系数进行了全面的研究。对天然河流的振荡剪切离散提出了一个实用的解析分析方法;通过实验研究分析了等效离散系数D*与振荡剪切离散系数D-的关系;利用实测数据分析了典型断面的D*/D-的基本特征,并通过计算机模拟,为广州河段提供了D*的预测公式。      

钱塘江感潮河段污染物迁移扩散数值分析

感潮河流由于受到潮汐的作用,污染物会因潮汐的涨落作用沿河道往复运动,影响用水安全.以高锰酸盐指数作为主要水环境指标,分析了钱塘江感潮河段上游富阳水文站监测到的持续高锰酸盐污染物输入情况下对下游河段的影响,旨在得到不同水期情况下之江站污染物出现的时间,作为取水安全预警指标参考.同时,基于潮流连续性方程、动量方程和污染物扩散方程,模拟计算了9种流况下污染物的迁移扩散过程.结果显示,径流处于平水月份时,之江站最早受到上游污染物影响,其次是枯季,最后是洪季,说明径流作用有利于污染物向下游迁移扩散.在大潮作用下,之江站一般最晚受到上游污染物影响,中潮次之,最早受到影响的是在小潮情况下.说明在感潮河段,由于受到下游潮流的影响,对污染物往下迁移有一个阻滞作用,且潮流越强阻滞作用越明显.本文构建的潮流水质模型可作为污染物在感潮河段迁移扩散机理研究的模型基础,对于制定降低污染物迁移扩散对地表水环境质量影响措施具有现实意义.     

开清水之源 节污水之流

一、黄浦江的功能与上海市区的关系黄浦江属太湖流域的湖源型潮汐河流,也是长江的最下一条支流,在上海吴淞口汇入长江。黄浦江多年平均流量约为319秒立米(松江米市渡站)。它具有多种功能,功能的大小直接关系到上海市区的人民生活与工农业生产,兹述如下。 1.排除洪涝黄浦江为太湖主要排水河道,1954年汛期5～7月的排水量约占太湖流域总出流量的80％。由于黄浦江是一条感潮河流,其排水能力除取决于上游水位情况外,并受潮汐影响。当上游米市渡     

广州潮汐河网水质预测数学模型研究

采用有限控制体积法和隐式离散基本水质方程,根据潮汐河网的特点,利用半控制体积概念和迭加原理,导出一种适合于任意形状的均匀混合型潮汐河网水质方程的分缓解法。应用广州潮汐河网两期水文水质同步实测资料,建立溶解氧动态模型,并进行了不同条件下的水质预测,初步揭示了广州潮汐河网半月潮期间的水质变化特性。      

面向流域水环境改善的潮汐河道闸门调度优化研究：以相互独立的圩内河网为例

以我国南方某5个相互独立的圩内河网为研究对象,针对感潮河段的特征建立水动力水质耦合模型,比较不同闸门调度策略下的水质改善效果。结果表明：1)圩内河网应在大潮期进行换水,相对小潮期换水最多可缩短7 h的水力停留时间。以示踪剂工况结果为依据,针对进出水闸门距离较短河网,采用单向流调度策略启闭闸门,相对往复流最多可缩短14.18 h的水力停留时间;针对进出水闸门距离较长的河网,采用开启双侧闸门进水从中心排河排水的往复流闸门启闭策略,相对单向流调度策略最多可缩短3.18 h的水力停留时间。2)水质结果表明,应先利用水系连通方式打通断头河,并采用前述的闸门调度策略,最终本片区河网平均水质达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水的断面比例增长了7.3%。研究结果为基于水动力水质改善不同地理特征圩内潮汐河网的闸门调度提供了参考。     

互花米草生境与滩涂围垦的响应——以海州湾顶区为例

江苏沿海为全国最大的互花米草人工盐沼区,面积达1.25×104hm₂以上。江苏滩涂围垦由来已久,随着条件较好的潮上带已大部分被围垦,自然盐沼日趋减少,互花米草已成为许多岸段的主要建群物种;同时,新围区的起围高程逐渐降低,围垦难度也在增加。互花米草具有强生命力、高生产力和扩张优势,其立地条件、生态位对滩面的动态变化、拟围区起围高程及围堤走向有着指示作用。以海州湾顶区为例,选择3个实测断面及1978-2003年8个时相的卫片,分析了海州湾顶区海岸动态变化及互花米草盐沼的扩展,得出该岸段稳定淤长,最大速率为20m/a,老海堤外高滩面积已超过300hm₂,高滩外互花米草分布宽带在200～1200m之间,已具备围垦的初步条件;根据互花米草生态位及平均高潮线,确定拟围区起围高程为2.84m。但是,围垦活动必须考虑到海州湾开敞型海湾的复杂性及其对临洪河口和排水闸的影响,并保证盐沼湿地的恢复能力。     

感潮河段盐度和缺氧水体时空分布规律研究

感潮河段水体的物质输运规律及其时空分布不仅受径流、潮汐动力的双重影响,还受水闸调度等人类活动的影响.针对水闸调度影响下感潮河段复杂的水动力学及其伴随的物质输运过程,提出一种新的算盘式网格结构,建立了水动力学和物质输送的三维数学模型,考察了在径流、潮汐及水闸调度综合作用下,感潮河段水流密度分层的特点,并对水体中溶解氧和盐度的时空分布规律及其影响因素进行研究.结果发现,数值模拟计算结果与观测值吻合良好,表明所建立的三维数值模型可以很好地预测感潮河段的水流运动和物质输运规律.研究表明,感潮河段的缺氧水体首先出现在盐水楔的前端,在盐-淡水分层强度、盐水停留时间及水闸调度的综合作用下,出现溶解氧浓度持续降低的趋势,并导致缺氧水体范围从河口上游向下游扩展,随水闸的放流缺氧水体被冲刷的现象.     

长江下游及河口区水动力特征

基于EFDC模型,构建长江下游及河口区二维水动力模型,对河流和河口区进行整体模拟,研究长江下游及河口区水动力特征.模型在空间上采用变尺度、拟合边界的矩形网格,在时间上采用动态时间步长,在模拟过程中自动识别干湿网格,更好地保证模拟精度与效率.利用1998年冬季以及2005年夏季和秋季实测资料,对粗糙高度等敏感参数进行参数率定和验证.结果表明,模拟的潮位和流速与实测成果拟合较好,较好地反映了各水期长江下游及河口区的水动力要素的空间分布特征.应用模型模拟2004-2007年不同水期的水动力过程,并对模拟结果进行统计分析.研究显示:从空间来看,河道、河口流态存在显著差异,涨、落潮流场空间分布差异大;受径流和潮差的相互作用,潮流界在河口以上150~450 km之间变动,径流量和潮流界位置具有对数相关关系.从时间来看,径流量丰平枯变化大,对潮流量和径流入海时间都有一定的影响,潮流量、径流入海时间与径流量之间也存在明显的定量关系.      

基于现场观测数据的三门核电站冬季温排水时空特征分析

基于2022年冬季三门湾海域20个定点站和2条走航测线的水温观测数据,分析了三门核电站冬季温排水的时空特征。受温排水影响,冬季观测海域表层水温通常为10 ℃～19 ℃。从垂向上看,位于排水口东侧的分层水温测站存在温度层化,表底温差平均值在大、小潮期间分别为0.16 ℃～1.21 ℃和0.51 ℃～2.37 ℃,小潮期间温度层化较强且持续时间较大潮期间长3～13 h;其余分层水温测站的水体总体呈混合均匀状态。涨急和涨憩时刻,温排水主要被限制在排水口外较小的区域,并向北经猫头水道进入蛇蟠水道;落急和落憩时刻,温排水则向南影响南部滩涂及其以东海域。以1 ℃温升为标准,涨潮时段温排水最远可影响到排水口西北约3 km处,落潮时段温排水最远可影响到排水口东南约5 km处。三门核电厂址以南各测站小潮期典型潮时水温通常比大潮期高0.5 ℃～5.0 ℃,说明三门核电站以南海域在小潮期受温排水的影响更大。     

沿海景观复杂度与水体生态环境的相关性研究

沿海潮间带湿地是生态敏感区,依靠沿岸不同形态的景观地貌与潮汐水动力作用,维系着近海水域的自然过程与生态平衡。通过调查、收集国内典型海湾的水体生态环境状况资料,运用分形几何学的分维模型和形状指数等景观特征量化方法,结合最小二乘法原理和SPSS统计分析软件,研究海湾近海水域的景观结构与水体生态环境（如赤潮、底栖生物多样性）之间的相关性,建立了底栖生物多样性与沿海地貌复杂度指标间的综合模型。研究结果表明,沿海岸线的曲折度及空间格局的复杂度对近海水域生物多样性及水体净化功能起到重要作用,其中岸线分维数是关键影响因素。研究结果对今后量化调控与管理沿海围垦开发建设提供新的理论依据和设计参考。     

地下水位和海平面变化对绥中砂质海岸海水入侵影响

根据对绥中六股河口近滨海地区砂质海岸海水入侵区和过渡区长期的实时监测结果,同时依据地下水开采和季节性海平面变化情况,分析了海平面变化和地下水位变化对六股河附近地区海水入侵的影响,S-1井和S-2井2012年至2016年4 a间地下水位分别下降了4.60 m和0.59 m,造成了S-1井枯水季无水的现象,并且完全受控于海水,电导率值较高,S-2井地下水电导率值增加。同时,海平面变化不同程度上加剧了本地区海水入侵。