关于海洋污染扩散的几种数学模型

污染物质向海洋输移的主要途径有: (1)河川径流冲刷; (2)大气输移; (3)沿岸地区的污水排放等三种形式。为了探讨污染物质在大气及海洋环境中的稀释扩散问题,世界各国均对污染物质输移扩散的数学模型进行了大量的研究工作。本文介绍了与海洋污染扩散有关的几种数学模型,供有关方面参考。一、污染物质从大气向海洋输移的数学模型 1.根据1977年10月在南斯拉夫杜布罗夫尼克市召开的研究大气——海洋间杂质交换的工作会议精神,重申必须重视从大气中降落到海水中的一系列污染物质(世界气象组织通报,1978年4月,27卷第2期,160-161)。现已查明;海洋动物体内DDT的大量富集即和污染物质通过大气向海洋环境的输移扩散有关。     

环境地学

8表4参54(尹洋译)X143 200001974潮汐水域中污水侧向排放的数值模拟/梁书秀(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室)…//海洋学报/中国海洋学会一2000,22(2)一113一119.环图P一38 基于N一S方程,采用深度平均的应力一通量代数全场模型,模拟流场及热水或污染物侧向排人大水体的各向异性的输移扩散规律。模型中采用深度平均的连续、动量、温度方程进行潮汐流动的数值模拟计算,潮流采用非对称潮流,模拟结果给出了一个周期内流场、污染物浓度场随时间的变化特征,所得的数值结果与他人的模型实验结果非常一致,而较其他结果更合理,说明本模型…     

潮汐河口区河汊与干流之间污染物输移过程模拟方法研究

利用一维圣维南水动力方程和二维浅水潮波方程模拟潮汐河口区河汊与干流之间水流衔接冲天 此基础上利用正交曲线坐标系下和直角坐标系下的二维对流扩散方程，并结合拉格郎日水团追踪法，模拟污染物在潮汐河口区河汊与干流之间的输移街接过程。最后论述此方法在珠江口虎门某工厂排污的预测中的应用。     

高浊度河口颗粒态重金属分布特性

根据1994年6月长江口，杭州湾的水质调查资料，分析了这类高浊度河口颗粒重金属的分布规律。研究表明，在长江口和杭州湾内，悬沙中，Cu,Pb,Cd和表层沉积物中Cu,Pb,Cd分布特征相似，尤其在杭州湾中部水域，二者重金属含量呈趋同的趋势。细颗粒物质是颗粒态重 主要载体。在高浊度河口，动力沉积过程为控制颗粒态重金属分布和输移的主要因子，悬沙中重金属的分布对泥沙运动具有指示作用。     

长江口排放污水稀释扩散的研究

一、前言上海市区污水治理战略方案研究中选定污水的最终出路长江口排放。污水量为每天300万吨。污水的最终排放口的研究,涉及的因素很多,除了研究长江口水流条件,可能稀释容纳的能力而外,还有航道的许可,河床的稳定,排放设施的安全,如潮浪的冲击,流砂的淤埋等等。本文仅从污水的稀释扩散来论证长江口排放的可行性。     

坡地氮素输移特征及其对土壤水文过程响应研究述评

综合目前坡地氮素输移研究进展,论述了坡地氮素地表输移特征、坡地氮素地下输移特征、坡地氮素输移对土壤水文过程的响应和植被覆盖对氮素输移的影响。针对当前氮素流失及其影响因素研究中存在的不足,指出研究坡地氮素输移对土壤水文过程的响应,不仅是土壤侵蚀和土壤溶质运移研究的基础,也是非点源污染控制研究的重要内容,建议加强坡地氮素的垂直迁移途径及在土壤各层中的形态特征、不同形态氮素对土壤水文过程的特征响应及其机理的研究。     

污水排放扩散喷口的取向优化分析

美国国家环保署开发的用于城市污水海洋排放初始混和特性模拟的数值模型之一UMERGE,作为实例,应用于上海市合流污水治理工程第一期长江口竹园排放口的扩散喷口设计优化。根据长江口的特点,计算各种条件下污水排放的羽流扩散。考虑到污水初始稀释阶段对河流底部和水面的环境影响,推荐喷口仰角稍大于10°。文中并就该模型的适用性作了讨论。     

河口潮流和水质数值模拟研究

河口与海岸环境中污染物质的稀释扩散，是环境流体力学研究的重要课题，同时也是城市污水排海工程建设的关键技术之一。该文采用沿水深积分的平面二维非定常流动数学模型，来计算污染物质降解影响的溶解物质输运扩散过程，并以长江口水域为例，对潮汐水流中溶解物质的稀释扩散过程，进行了细致的数值模拟。结果表明，潮型，排放量，污染物质的降解等，对污水排放口的远场水质有明显的影响。     

基于EFDC的港口污水处理厂排放标准及排污口选划研究

污水处理厂的建立可避免污水直排对受纳水体的污染,但污水处理厂尾水的集中排放也会对水体造成污染,科学规划污水处理厂尾水排污口及排放标准尤其重要。以黄海北部地区某港口待建污水处理厂为研究对象,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)建立水动力及污染物输移扩散模型,定量评估不同排污口位置及排放标准下,尾水对港内水环境的影响。结果表明:港池内水体自净能力较差,排放口位于A点时,最适宜方案是GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级排放标准。     

长兴岛污水处理厂尾水外排影响数值模拟研究

针对长兴岛污水处理厂的远期规划,使用Delft-3D模型系统建立了长江口杭州湾大范围海域二维水动力、水质模型,采用边界贴体正交曲线网格,克服了计算区域边界的不规则性。应用模型对污水外排长江口的环境影响进行数值模拟分析。结果表明：模型能较好地模拟长江口及毗邻水域的水位、流场和污染物浓度的变化过程;长兴岛污水处理厂尾水排放对水质的影响非常小,无论是枯季还是洪季,排放口附近水域NH3-N和COD（Cr）的浓度增量都远低于0.1 mg/L;尾水排放对附近水域环境敏感目标（如青草沙水源地、九段沙湿地自然保护区）的影响十分有限。     

上海市水污染综合防治战略探讨

本文对上海市的污水治理现状进行了描述，并分析可能产生的负面影响，结合上海市地处长江口、面临东海之滨的实际情况，对污水实施海洋处置进行了分析，最后对上海市的污水治理战略提出了建议。     

基于MLP-ANN神经网络的河流泥沙输移对气候变化的响应

运用MLP-ANN神经网络方法,对金沙江中游一级支流龙川江的河流泥沙输移状况与气候变化之间的响应关系进行了研究。结果表明：（1）龙川江河流泥沙输移对温度、降雨量、降雨强度和径流量等气候因子响应直接,而对降雨频率、蒸发量和湿度的改变没有明显响应;（2）当不考虑径流因子时,MLP-ANN模型对泥沙输移的拟合有一个月的时滞效应,而考虑径流因子时,则没有时滞效应;（3）在1993年以后,河流泥沙输移对气候变化的响应出现明显偏移,显示有其它因素对龙川江的河流泥沙输移产生了强烈干扰。     

长江口、杭州湾整体水动力和水质数学模型的建立与应用

应用正交曲线网格数学模型(TRISULA)建立了长江口、杭州湾整体二维水动力与水质数学模型.利用模型模拟计算并分析了不同季节水文条件下长江口冲淡水、上海城市污水在研究水域的扩散规律.     

不规则波情况下破波带内污染物水平二维输移扩散实验研究

研究破波带内污染物输移扩散特性可为近岸水环境保护和污染物的排放设计提供依据。由于实际情况中海岸入射波都是不规则波,因此本文基于物理模型实验、图像处理和形心点追踪等方法对5组不规则入射波况下的污染物水平二维输移扩散特性进行了研究,着重对不同波况下污染物垂直岸线方向与沿岸方向的输移速度及垂直岸线方向的扩散系数进行了计算分析。结果表明,不规则入射波情况下污染物垂直岸线方向的输移速度V_x约为沿岸方向输移速度V_y的4.4%～64.7%;沿岸方向的污染物输移速度约为时均沿岸流速最大值的35%;在不规则波入射情况下,垂直岸线方向的扩散系数为2.3×10?4 ～2.2×10?3 m2/s,并且扩散系数随不规则入射波周期的增大而减小,而入射波波高对其影响并不显著。     

排污对长江口水环境影响初探

上海市的工业废水和生活污水均排入长江口水域,对长江口环境有明显影响。本文通过现场调查,获得长江口夏季水体pH值、溶解氧、营养盐等化学组分在排污口及邻近区域的分布情况。认为排污口分布、水动力条件、排放方式及河口生物地球化学作用等是排污影响长江水环境的主要因素。     

潮汐河口水库型饮用水水源地保护区划分技术方法探讨

为揭示水源地水质与潮汐河口水流运动、污染源及排放方式等的影响规律,明确水源地水质主要影响因素,形成潮汐河口水源地保护区的划分技术方法体系,填补潮汐河口水库型水源地保护区的划分技术方法的空白,研究以青草沙水源地为例划分水源保护区范围,对国内外饮用水水源地保护区的划分方法进行了调研.指出目前国内的饮用水水源地保护区划分技术方法在潮汐河口水域应用时存在科学性差、适用性不强等问题.研究针对河口潮汐往复流特征、水污染排放和水环境特点,提出了充分利用水库库区自净能力的划分原则和应用污染物最大流动距离法划分潮汐河口水库型水源地二级水源保护范围的技术方法.研究利用该方法初步划定了规划中的长江口青草沙水库水源保护区范围,结果表明该方法概念清晰、简单实用、可靠性强.     

外海抛泥过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟

建立了平面2D潮流和增量悬沙输移扩散的数学模型,通过非结构网格的有限单元法离散求解.应用该模型对苍南电厂港池和航道疏浚物抛泥过程中悬沙扩散输移模拟,模拟结果与工程施工过程的监测结果吻合较好,数字化的再现了抛泥过程中悬沙的输移扩散机理,为苍南电厂港池和外航道疏浚物倾倒区选划和环境影响评价提供了依据.     

洱海沉水植物残体风浪输移量及其时空分布

为研究洱海沉水植物残体风浪输移特征,掌握由此而引起的N、P变动情况,通过为期1a的野外定点调查,研究了风浪对洱海湖滨带沉水植物作用引起的植物残体向滨岸的输移特征,估算了沉水植物残体带出的N、P质量. 结果表明:①洱海湖滨带有残体输出的沉水植物总计10种,分别为菹草(Potamogeton crispus)、黑藻(Hydrilla verticillata)、轮藻(Eichhornia crassipes)、穿叶眼子菜(P. perfoliatus)、扭叶眼子菜(P. intortifolius)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、马来眼子菜(P. malaianus)、苦草(Vallisneria natans)及微齿眼子菜(P. maackianus);②沉水植物残体风浪输移量存在明显的时序变化,在4次采样中,2009年12月(冬季)风浪输移量最高;③微齿眼子菜和苦草的风浪输移量最大,植物残体风浪输移量主要受沉水植物的分布和生物量的影响;④单位岸线沉水植物残体风浪输移总量在空间上表现为西部(1.91t/km)>北部(1.73t/km)>南部(1.61t/km)>东部(0.86t/km);⑤洱海湖滨带沉水植物残体风浪输移总量约为2.27×103t/a(以鲜质量计),由此可输出的TN为5.64t,TP为0.85t.      

洱海沉水植物残体风浪输移量及其时空分布

为研究洱海沉水植物残体风浪输移特征,掌握由此而引起的N、P变动情况,通过为期1 a的野外定点调查,研究了风浪对洱海湖滨带沉水植物作用引起的植物残体向滨岸的输移特征,估算了沉水植物残体带出的N、P质量.结果表明:①洱海湖滨带有残体输出的沉水植物总计10种,分别为菹草(Potamogeton crispus)、黑藻(Hydrilla verticillata)、轮藻(Eichhornia crassipes)、穿叶眼子菜(P.perfoliatus)、扭叶眼子菜(P.intortifolius)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、马来眼子菜(P.malaianus)、苦草(Vallisneria natans)及微齿眼子菜(P.maackianus);②沉水植物残体风浪输移量存在明显的时序变化,在4次采样中,2009年12月(冬季)风浪输移量最高;③微齿眼子菜和苦草的风浪输移量最大,植物残体风浪输移量主要受沉水植物的分布和生物量的影响;④单位岸线沉水植物残体风浪输移总量在空间上表现为西部(1.91 t/km)北部(1.73 t/km)南部(1.61 t/km)东部(0.86 t/km);⑤洱海湖滨带沉水植物残体风浪输移总量约为2.27×103t/a(以鲜质量计),由此可输出的TN为5.64 t,TP为0.85 t.     

长江口水质现状与水环境特征研究

随着长江三角洲地区城市化、工业化进程的加速,大量的污染物排放进入水体,尤其是农业非点源污染产生的污染物。同时,较低水平的污水处理率使得长江口的水质急剧恶化,近海海域赤潮频发且呈扩大趋势。根据长江口地区的排污情况和主要河道,湖泊的水质现状。分析了上游来水、本地污染源、人类活动,咸潮和海平面上升等因素对长江口水质的影响。提出了控制农业非点源污染的措施和对策。