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.      

大洋山围垦工程对邻近海域环境的影响

利用FVCOM三维海洋数值模型,模拟嵊泗大洋山围垦工程建设填海前后的流场及泥沙运动,对该工程附近海域潮流及各层泥沙分布变化进行了探讨。结果显示,围垦实施后,工程位置西侧及东南侧海域涨、落急潮流减弱、泥沙浓度减小,影响范围主要位于离岸0.26 km以内海域,以外海域潮流和泥沙场格局基本不变;工程东南侧缓流区可能会出现轻微淤积,西侧前沿可能存在冲刷。     

清淤疏浚工程对七里海潟湖湿地水体交换的影响

七里海潟湖湿地受到人类活动的影响,湖盆淤积、湖面萎缩、水质恶化,其生态修复工程（一期）通过对湖盆进行清淤疏浚来改善潟湖生态环境.基于三重嵌套非结构网格建立七里海潟湖湿地水动力和物质输运数学模型,采用实测资料对模型的潮位、流速和流向进行验证,运用欧拉法计算潟湖整体滞留时间及其空间分布,分析工程对七里海潟湖水动力和水体交换的影响,结果表明：（1）工程对潮位的影响较小,工程后潮汐通道口门处涨落潮流量增大,涨落潮流速也随之增加;（2）工程后,潟湖纳潮量较工程前提升87%,滞留时间较工程前降低38%,水体交换能力自潮汐通道向潟湖内部逐渐减弱,工程对潟湖水体交换能力的改善主要集中在河道及潟湖中心水域;（3）工程前水体滞留时间的分布主要受到潟湖地貌影响,工程后水深增大,流场受地貌的影响变小,水体交换能力的分布主要受到潟湖流场影响.清淤疏浚工程有助于潟湖改善水体的交换能力和生态环境.     

流速对太湖河道底泥泥沙、营养盐释放规律影响实验研究

河湖中的底泥作为二次污染源,影响河道水环境.太湖河口及调水区河流底泥泥沙、营养盐的释放扩散受水动力条件的影响越来越受到人们的重视.用环形水槽模拟河道的水动力条件的改变,通过实验研究悬浮泥沙、总溶解氮磷(TDN,TDP)和总氮磷(TN,TP)浓度在不同流速条件下在水体中的变化情况,从而掌握底泥泥沙、营养盐在不同流速下的释放特性.本研究按照泥沙的起动标准,把相对应的流速分为"个别动"、"少量动"以及"普遍动"流速,对应不同的泥沙悬浮量以及营养物质的释放量.研究显示高于起动流速下营养盐的动态释放较低于起动流速下的静态释放.泥沙的悬浮量与营养物质的动态释放过程密切相关.TDN、TDP释放量和最终平衡浓度随流速呈对数关系;TN、TP平衡浓度随流速增加呈指数形式增加.整个释放过程为,0~30 min的释放前期为孔隙水释放,营养物质释放量大且速率快;后期为再悬浮颗粒物释放,释放量小且速率减慢,达到平衡之后,营养盐浓度基本稳定.营养物质的空隙水释放与在悬浮颗粒物释放的比例有待进一步的研究.     

兴城市曹庄海域潮滩水动力数值模型的建立

本文以辽宁省兴城市曹庄海域潮滩为例,利用MIKE21建立该潮滩的二维水动力模型,在验证海域稳定深槽的潮位、潮流（流速、流向）基础上,对潮滩淹没过程的瞬时水边线和滩面潮流（流速、流向）进行验证,并分析潮汐特征及强风对潮滩水动力数值模型计算结果的影响。结果表明,该潮滩大、小潮均可实现淹没,每个周日滩面（0.5 m以上）淹没时间的平均值为5.8 h;滩面流场极为复杂,高潮时滩面流速达到最大值,普遍为30~40 cm/s且流向基本平行岸线;6~7强风条件对计算流场有较大的影响,1#、2#测站的计算流速较无风条件下增大43.8%和29.5%。     

上海外高桥码头邻近水域泥沙疏浚影响数值模拟研究

为比较不同方案的泥沙疏浚工程带来的影响程度和范围。使用Delft-3D模型系统建立了长江口杭州湾大范围海域三维水动力模型．为上海市外高桥码头附近水域的小范围泥沙模型提供流速边界条件。以此来模拟外高桥码头临近水域的挖泥船作业产生的悬浮泥沙扩散情况。模拟结果表明：10mg／L的悬浮物最大影响范围在方案1中可以达到20km^2以上．在方案2中可达6km^2;100mg／L的悬浮物最大影响范围在方案1、2中接近．约0．2km^2;150mg／L的悬浮物最大影响范围在方案1中可以达到0．2km^2,在方案2中可达0．03km^2。     

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。     

基于沉积物磷释放的WASP水质模型改进研究

沉积物释放是水体磷污染的重要来源之一.鉴于一般水质模型对沉积物释放项的模拟过于简单,无法充分体现实际河道污染物迁移转化等情况.本研究通过静态和动态相结合的室内沉积物释放模拟实验探讨不同水动力条件下磷释放规律,以此修正现有的水质模型,使沉积物在不同水动力条件下的释放项对河道水质的影响在模型中得到体现,并将其应用于太湖苕溪入湖口的水质模拟中.研究结果表明,在不同水动力条件下,沉积物释放速率与流速呈现指数增长关系.而采用动态底泥释放修正后的水质模拟效果要比采用模型默认值的水质模拟效果好,从而验证了改进模型的合理性,也表明水动力对沉积物释放的影响是水质模拟中不可忽略的因素.     

胶州湾物质输运模型研究

为了更好地了解胶州湾的水动力特征,应用美国普林斯顿海洋模型研究了胶州湾的潮流特征。计算结果表明,胶州湾的潮流以往复流为特征,涨、落潮最大流均发生在胶州湾口,流速分别为73cm·s^-1和79cm·s^-1左右,潮波系统具有明显的驻波性质。在对胶州湾三维潮流模拟的基础上,建立了一个三维水质模型,并对环胶州湾主要河口陆源所输入的N、P污染物的浓度分布进行了模拟。通过与实测的调查结果进行对比,验证了模式计算的合理性。     

小洋口附近污染物的扩散输运计算

应用水动力数学模型对江苏省如东县小洋口附近海域水质因子COD进行扩散场的模拟.模型采用正交曲线网格对整个计算区域进行剖分,对大、小潮情况下的流速、潮位及扩散场进行了研究,并利用排放口附近的现场实测水文资料进行验证.结果表明:水动力模拟结果与实测资料吻合较好.在大、小潮时各个阶段中,流速与流向对COD的迁移扩散起着决定作用,且小潮落憩时刻污水的影响范围最大.     

长江河口溶解态重金属的分布和行为

通过1999年春、夏季对长江口的现场观测,探讨了该处溶解态重金属（Cu、Pb、Cd）在潮汐等水动力因素作用下的分布行为,研究发现：溶解态Cu、Pb和Cd在长江口呈现出非保守行为。低盐度区溶解态Cu、Cd呈现出除去行为,Pb呈现出添加行为,较高盐度区则恰好相反。溶解态重金属含量枯水期比丰水期高,枯水期总体表现为大潮高于小潮,丰水期溶解态Cd也是大潮高于小潮,Cu、Pb则大致表现出小潮高于大潮。通过资料对比,发现近20年来溶解态Cu、Cd和Pb均有不同程度的增加。长江径流量和输沙量的减少,将对上海沿岸水域生态环境产生影响。     

上海市沿海滩涂土地资源圈围与潮滩发育演变分析

上海市62%的土地是近2 000 年来长江来沙堆积而成, 尤其近50 余年来, 采用围垦-促 淤-围垦等有效的拦沙造地方式, 圈围滩涂1.01×105hm2, 为缓解上海城市发展所需的土地资源紧 缺、促进工农业发展和城市基本建设发挥了巨大的作用。论文将GIS 平台获取大量滩涂变化的基本 数据和长期现场观测资料相结合, 总结并提出: 充分利用长江来沙资源, 采用中高潮滩种青和工程 促淤拦沙圈围方法, 可加速潮滩淤涨发育和滩涂土地资源增长, 而低滩工程促淤虽然不利于潮滩地 形快速恢复, 但可快速获得大片土地资源。因而, 保证了50 余年来上海市在圈围土地与基本保持沿 海潮滩湿地面积总量变幅较少方面取得双赢效果。     

长江口拦门沙河段悬浮颗粒物表面的生化特性研究

1999年1月3日大潮期间，利用FACScan流式细胞仪分析技术，检测了长江口北槽拦门沙河段14个站位的水样。结果表明：（1）自然荧光颗粒物含量为0.10%-3.70%，该河段光合生物的个体密度较低。（2）FITC染色颗粒物含量达78%-96%，大部分颗粒物的表面为生物有机质量覆盖，其分布具有一定的不均匀性。（3）FITC染色分析法可用以反映长江河口生物地球化学过程中颗粒物表面生化特性的综合变化。     

长江口沉积物重金属的分布、来源及潜在生态风险评价

为了解长江口潮滩沉积物中重金属的污染特征,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)分析了长江口北支、南支和杭州湾27个表层沉积物中Cu、Pb、Ni、Ag、As、Cd、Zn、Sn、Sb和Hg 10种重金属的含量,并对其分布、来源及生态风险进行了评价.结果表明,沉积物中10种重金属的含量和介于102.9 ～ 326.4 mg· kg-1之间,北支、南支和杭州湾的平均值分别为180.9、244.7和155.6 mg·kg-1.方差分析结果表明,南支与北支、杭州湾平均含量之间均存在显著性差异(p＜0.01),南支因受沿岸工业污水和生活污水的影响污染加重.来源分析表明,沉积物中大多数重金属的来源具有一定的相似性,主要来源于各种工农业废水、船舶运输、农药和化肥污染,而Ag和Hg具有不同的来源.地积累指数评价结果表明,10种重金属的平均污染程度由高到低依次为:Cd＞ Hg＞ Sb＞ Ag＞ As＞ Cu ＞Zn＞ Ni＞ Sn＞ Pb,Hg和Cd在多数采样点分别为中度污染和偏重污染,南支Cd和Ag的污染程度高于北支和杭州湾,而在杭州湾Hg的污染程度高于北支和南支.潜在生态风险系数评价结果表明,长江口沉积物7种重金属潜在生态风险系数从高到低依次为:Cd＞Hg＞As＞Cu ＞Ni＞Pb ＞Zn,长江口沉积物的潜在生态风险主要由Cd和Hg引起,两者的贡献分别为62.6％和34.0％,各采样点7种重金属的潜在生态风险指数(RI)介于565.9～1601之间,均达到极强生态风险.     

长江口柱状沉积物中磷的存在形态及其分布特征研究

对长江口的柱状沉积物进行了总磷测定,并运用SEDEX方法分析了长江口柱状沉积物中5种形态磷的含量和分布。研究结果表明,柱状样沉积物不同站位各种形态磷的垂直分布各不相同,由表至底呈现多种分布状态,与沉积环境、沉积后的成岩作用有关。长江口柱状样沉积物有机磷的降解速率常数变化结果表明,长江口海域有机磷的降解主要发生在沉积物表层和次表层。2个柱状样沉积物中氮磷比远低于16:1,说明长江口近岸海域沉积物中的磷主要来自陆源。对柱状样的年代分析表明,总磷含量随年代的变化有明显的区域特征性,长江口总磷含量的髙值与长江较大输沙量的年份具有一致性。     

滦河口水文环境要素季节性变化特征及动力响应关系

基于2013年夏、冬季的最新实测资料,分析研究了滦河口海域温度、盐度、Chl a、浊度和DO等水文环境要素的季节性变化特征。结果表明:温度季节性差异较大,夏季呈现近岸向远岸递减之趋势,冬季与夏季截然相反,呈现由近岸向远岸递增之趋势;冬季水体的盐度要高于夏季,河口南部近岸存在向南流动的低盐水舌,夏季的范围大于冬季;冬季水体的浊度远高于夏季,且在河口以北和以南海域存在高值区,表现出夏储冬运的输运特征。冬季水体的Chl a和溶解氧也高于夏季,反映了Chl a、DO与温度的负相关性。各水文要素与潮汐潮流之间具备一定相关性。温度、Chl a、DO的变化极有规律,涨潮期间,温度、Chl a和DO减小,落潮期间增大,单周日内表现出双峰结构,且峰值不同。水体浊度在周日内也出现两次峰值,均出现于两次较大流速发生时刻。     

长江三角洲潮滩重金属污染研究现状与趋势

近些年由于工业与生活废水不合理排放,导致了长江三角洲潮滩面临严重的重金属污染问题,对长江口生态环境造成威胁。为此,本文在广泛收集前人研究结果的基础上,从重金属在潮滩沉积物的沿岸分布和垂岸分布、重金属的粒度效应、长江泥沙重金属吸附、以及潮滩动植物重金属含量和生态效应等方面总结了其分布规律和富集特征,并从三峡建坝和长江口水文地貌等角度,对今后长江口潮滩重金属污染研究方向提出了一些建议。     

长江口污染控制区划分研究

为摸清长江口总体污染情况,通过查阅大量的文献资料,从地理位置、污染程度、海洋功能等方面对长江口污染控制区进行了划分;按地理位置把长江口分为南支、北支、南北港、南北槽4个污染控制区,按污染程度从长江口内向东依次分为严重污染海域区、中度污染海域区、轻度污染海域区、较清洁海域区和清洁海域区,按照海洋功能标准把长江口划分为港口航运区、渔业资源利用和养护区、旅游区、海水资源利用区、海洋保护区、特殊利用区、工程用海区和保留区。研究初步分析了长江口的总体污染现状,为长江口将来的环境规划、治理、发展和建设提供参考。     

曹妃甸海域化学需氧量(COD)的季节性分布特征

通过建立曹妃甸海域潮流、污染物输运数学模型,分析了洪枯季曹妃甸海域化学需氧量（COD）的变化规律。结果表明:季节性入海通量决定COD浓度空间分布,海域潮流运动控制COD动态迁移过程。曹妃甸甸头东部海域二泄大庄河口洪枯季均为COD高浓度区,最大浓度可达2.2 mg/L,大清河及二滦河COD浓度枯季明显降低,污染物涨潮向SW运移并向外海扩展,落潮沿NE向河口输运。甸头西侧海域COD浓度分布季节性变化不大,COD浓度主要集中于沙河口以及三友化工排污口附近海域,在NW-SE潮流作用下,COD呈涨潮向河口输运,落潮流向外海扩散的运动规律。     

末次盛冰期南京长江四桥附近长江古流量估算

利用南京长江四桥的39个地质工程钻孔资料及其它现有资料,已知长江四桥附近约-65～-90m的深槽为末次盛冰期时的长江河槽。根据古河槽断面、形态参数、底部沉积物颗粒级配等,运用河相关系法、泥沙粒径水力学法、地貌水力学法,计算了末次盛冰期时的断面面积、断面平均流速。计算得到末次盛冰期南京长江四桥附近长江古流量约为22000～27000m3/s。初步根据宽深比、悬移质含量、弯曲率等参数值判断末次盛冰期长江四桥附近长江古河型为曲流。