人工岛对金梦海湾水体交换的影响

为研究金梦海湾人工岛的不同布局对周围海域水动力及水体交换的影响,基于MIKE软件建立三维和二维潮流模型以及保守物质输运模型,运用欧拉法计算水体滞留时间,从整体和分区二个方面分析人工岛对水体交换的影响机制.结果表明：海螺岛工程起到分流、导流的作用,提升了金梦海湾的水体交换能力,水体交换率提升10.17%;海螺岛和进岛路的联合作用,使金梦海湾形成一个水体交换能力较差的半封闭式水域,水体交换率下降7.73%;在建设人工岛时保留潮汐通道有助于该区域的水体交换,进岛路的去除为汤河口和金梦海湾近岸增加一条潮汐通道,水体交换能力增加17.90%;在弱潮流地区,需考虑余流的作用.金梦海湾区域的余流小,潮流弱,因此保守物质滞留时间长,水体交换缓慢,水体的自净能力低.     

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。     

基于流量函数的海水交换数值模拟研究

水体交换能力只与水体的流动性有关,目前有关水交换的研究大多是通过指示物质浓度来计算水体交换率以及交换时间,其结果不能准确地体现海水交换能力。本文以一个T形区域为例,提出基于流量函数的一种水体交换计算方法。在三维连续方程沿水深方向积分的基础上得到水深平均的二维浅水方程,求解得到流速、水深等数据;进而对二维浅水方程积分引入流量函数;做出流量函数对应的等值线分布图。等值线分布图中显示模拟区域内一半以上的水体能被交换至域外,计算模型前、后半周期的海水交换率分别为0.6396和0.6465。结果表明:采用基于流量函数的数值模拟方法评价某区域的水体交换能力简单而可行,通过流量函数等值线分布图能够直观的反映出区域水体的水交换能力。     

珠江口三维水质与底泥耦合模型的验证及应用

基于一维河网与三维河口耦合水动力模型,建立了可描述珠江口水体-底泥中营养盐动态变化的三维水质-底泥模型,利用1999年和2006年夏季观测数据对模型进行了验证,在此基础上,模拟分析了珠江口主要水质因子和底泥营养盐通量的分布特征,以及底泥通量对珠江口营养盐输入的贡献.验证结果表明,模型能较好地反映出水体和底泥中的营养盐及溶解氧浓度的时空分布特征,各水质因子的模拟值与观测值的相对误差均小于38%;另外,底泥营养盐通量的模拟值与文献报道的实测结果较为接近,表明模型能合理地刻画出底泥主要生化过程及通量变化特征.模拟结果显示,夏季珠江口氨氮(NH_4~+-N)和活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)通量主要从底泥向水体输送,底泥是水体氮磷元素的源,而硝态氮和亚硝态氮(NO_3~-+NO_2~-,NO23)的通量输送方向则与之相反,底泥呈现“汇”的效应;底泥营养盐通量主要从河口向外海递减,伶仃洋NH_4~+-N、NO23、PO_4~(3-)-P的通量变化范围分别为0.24~8.88、-10.06~-0.14、-0.37~0.41 mmol·m~(-2)·d~(-1),珠江口近海的通量变化范围分别为-0.01~4.14、-1.45~0.68、-0.12~0.09 mmol·m~(-2)·d~(-1).整体而言,底泥营养盐通量对珠江口营养盐输入有明显贡献,夏季经底泥释放进入水体的NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P最大相当于陆源总氮、总磷输入量的12%和22%.     

基于质点追踪方法的渤海水交换特性

在渤海三维水动力模型的基础上,利用质点追踪方法对渤海水交换进行了研究。采用水体更新时间作为衡量水交换的标准,经计算得到渤海的平均水体更新时间为1 181.7 d。通过分析渤海的剩余质点比例曲线发现,初始位于渤海的物质量随时间的变化可分解为年际尺度上的指数衰减信号和1 a周期的震荡信号,其中年内震荡信号与河流总流量存在显著相关关系。通过指数曲线拟合分析,90%的渤海质点交换至渤海外部需要2 707 d。     

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。     

基于水体交换模拟的白洋淀围堤围埝拆除方案比选

白洋淀是华北平原最大的浅水湖泊,因水产养殖等社会经济活动需要,淀内高密度建设围堤围埝,不利于水体交换,影响了水体环境和生态功能.基于MIKE 21软件,构建了白洋淀二维水动力模拟模型,选取水力滞留时间、滞水区面积比、流线分布均匀度等指标,提出了水体交换能力综合改善率计算方法,模拟了基准与低、中、高3种围堤围埝拆除强度情景的水体交换能力变化,进行了方案比选.结果表明,与基准情景相比,3种拆除强度情景下,流线分布均匀度均有增加,滞水区面积比分别减少6.17%、9.04%、9.24%,水力滞留时间分别缩短约1、2、3 d,水体交换能力综合改善率分别为34.37%、42.84%、47.25%,3种拆除情景对水体交换能力提升均有明显效果.本研究可为湖泊阻水构筑物拆除方案比选提供技术方法,为湖泊水体交换能力提升、水生态修复提供技术依据.     

“引江济太”工程对太湖水体交换的影响研究

为了探究"引江济太"工程对太湖水体的交换范围及能力的影响，本研究耦合对流扩散及水体交换模型，依据不同流量与常规风场共设置10种工况，对太湖水体的交换区域及交换周期进行数值模拟.结果表明：（1）流量是影响水体交换率的主要因素，200m³/s下贡湾的半交换周期与常规风场联系不大，稳定在8~9d左右；（2）常规风场对局部交换区域的空间分布有着明显影响，在北风和西北风条件下，太湖水体的交换区域主要集中在东湖区，东风和东南风条件下，太湖水体的交换区域主要集中在西北湖区；（3）为降低长江水体对太湖水质的不利风险，"引江济太"工程引水时间/方案应结合太湖区域气象预报，尽量选择在以东风或者东南风为主的条件下进行引水工作.     

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。     

极端干旱水文年(2011年)夏季珠江口溶解氧的分布特征及影响因素研究

气候变化背景下,极端气候事件对河口生态环境的影响已引起许多研究者的关注.基于2011年夏季的调查资料,分析了珠江口在极端干旱情况下溶解氧的分布特征及其与海水稳定性、营养盐和浮游植物分解之间的关系,并对河口底层低氧区的成因进行初步探讨.调查结果发现,在珠江特低径流量的情况下,珠江口邻近海域底层明显出现低氧状态,DO的最低值仅为1.38 mg.L-1.相关性分析显示,表层水和底层水之间的ΔDO与ΔT、ΔS、ΔDIN、ΔSS和ΔPOC都达到显著相关的水平,其中ΔDO与ΔT和ΔPOC呈极显著的正相关,而与ΔS呈极显著的负相关关系.研究表明,与1999年和2009年夏季不同,2011年夏季珠江口底层低氧环境的形成主要与极端干旱气候下低径流导致河口水体滞留时间延长及颗粒态有机物质在沉降过程中的分解耗氧有关.另外,从最低DO值的角度分析,珠江口季节性缺氧程度在过去20 a间并未呈现显著的变化趋势.     

春季珠江口内营养盐剖面分布和沉积物-水界面交换通量的研究

2005年春季(4月)对珠江口内6个站位的营养盐剖面分布及沉积物-水界面的交换通量进行了全面研究。在获取该海域沉积物间隙水营养盐剖面资料的基础上,估算了沉积物-水界面营养盐的交换通量,并且与实验测定的沉积物-水界面交换通量进行了对比。研究结果表明,珠江口内间隙水营养盐在不同站位间含量差异明显,呈现出由河口向外海逐渐降低的分布趋势。对于大多数站位营养盐,交换实验得到的通量大于利用间隙水浓度梯度法估算的结果,交换实验具有更高的分辨率。应用交换实验测定的沉积物-水界面交换通量,体现了营养盐扩散和界面反应的综合作用结果。研究区域的NH4+,NO3-,NO2-,SiO44-和PO43-的交换通量分别为-1.318 4~0.985 4,-0.558 3~0.469 2,-1.518 8~0.143 8,-1.967 3~3.883 1和-0.246 4~0.093 9 mmol.d-1.m-2。     

珠江口水环境可持续发展的探讨

大量悬浮物的输入、水质污染和咸水入侵 ,严重威胁珠江口水环境的可持续发展。在信息革命技术支持下 ,应该根据珠江口的环境现状 ,充分利用先进的生产技术和管理方法 ,通过建立和完善珠江口海洋环境立体监测系统 ,加强环境的先期审查工作 ,建立有效的环境管理体制 ,将市场、政府和个人结合在一起 ,制订出可行的发展战略 ,以实现珠江口水环境的可持续发展     

珠江口水体表观光谱特性与类型分析

珠江口海域是典型的二类水体,光谱特性复杂,一直是国内学者研究的热点区域。本文基于2014年春（5月）、夏（8月）、秋（11月）、冬（2月）珠江口海域四个航次实测的表观光谱资料,探讨了珠江口海域遥感反射率的类型及时空分布特性。结果发现珠江口海域四季水体遥感反射率呈5大类型,每一类光谱都具有典型的区域性和季节变化特征,其谱峰在450~575 nm范围内随季节变化而移动,A类型常年分布在珠江口内,B类型冬春季节分布在珠江口外混合过渡类水体中,C类型主要分布在珠江口口门外水深较深的离岸海域,D类型春夏季在万山群岛附近海域出现,E类型与大洋水体的光谱特征类似。分析表明5种光谱类型的谱型变化趋势由不同的水质因子主导。该研究对深入探讨珠江口等我国近海二类复杂水体的光谱特性及其水色要素的遥感反演具有重要的参考价值。     

珠江口及其邻近海域赤潮的研究

珠江口水域赤潮生物种类繁多，达９８种（其中有些是有毒或有害种类），是发生赤潮的潜因。本文列举了发生在珠江口及其邻近海域的赤潮事件和危害，阐述了１９９８年春季珠江口发生的大规模、持续时间长、危害程度大的密氏裸甲藻赤潮事件，结果表明：赤潮生物密度平均为３６×１０６个／ｄｍ３（０６３×１０６～７６×１０６个／ｄｍ３），造成经济损失３５亿元，其中香港３０亿元、广东０５亿元     

珠江口水环境中多溴联苯醚生态风险分析

以多溴联苯醚(PBDEs)作为研究对象,对珠江口水环境中多溴联苯醚进行了生态风险问题形成、生态风险分析及生态风险表征。研究结果表明,珠江口水环境中多溴联苯醚的生态风险主要来自五溴联苯醚,其在水相和沉积物相中的计算结果分别为0.000057和0.0073,目前珠江口水环境中多溴联苯醚的生态风险水平较低,暂无生态风险。     

珠江口海洋倾倒区现状与存在问题讨论

通过对珠江口海洋倾倒区现状的分析,揭示珠江口在海洋倾倒区存在的问题,探讨泥沙运动格局对海洋环境自然平衡的影响,提出海洋倾倒区规划要注意的问题.     

广州港出海航道疏浚对珠江口水质影响及预防措施

主要介绍了广州港出海航道疏浚情况及其对珠江口水质影响以及疏浚过程中采取一些预防措施。     

珠江口东海域营养盐比例及其对藻类的影响

根据珠江口东四口门(虎门、蕉门、洪奇门、横门)海域的调查资料,对营养盐含量和比值与浮游植物生长和种群结构的关系进行分析。结果表明:调查海域浮游植物的生长与海水中营养盐的浓度及营养盐之间的比例均有关,丰富的氮、磷、硅和较高的N:P、Si:P、Si:N比,可能是形成目前调查海域浮游植物群落以硅藻类占优势的种群结构的主要原因;但是在像深圳湾这样的半封闭海湾,营养盐含量及其之间的比例发生变化(尤其是N:P),将对浮游植物种群结构产生相应的影响。     

珠江三角洲河流和珠江口表层沉积物中有机污染物研究——多环芳烃和有机氯农药的分布及特征

参照美国ＥＰＡ８０００系列方法及质量保证和质量控制，对江三角洲河流和珠江口的表层沉积物中多环芳烃和有机氯农药进行了分析。结果表明，珠江广州河段及澳门内港的ＰＡＨｓ和有机氯农药含量最高；进入狮子洋水道后，污染物的含量显著减少；珠江口西岩污染物的含量高于东岸；西江表层沉积物中优控制ＰＡＨｓ的含量相对较高。对多环芳烃的来源也作了初步探讨。     

珠江口海域污染及其研究趋势

珠江口海域陆源污染物逐年增加,海洋环境污染问题越来越严重,珠江口已成为我国近岸污染最严重的海域之一,污染正在成为制约该地区经济发展的负面因素.为有效开展珠江口海域综合整治,实现珠江三角洲区域经济的可持续发展,作者从珠江口海域的实际情况出发,就如何解决向海洋排污和防止海域污染的问题、该海域当前应当首先确定的环境保护科学优先研究领域和应该重点关注的问题等进行了深入研究和探讨.