长江口污染物运动轨迹模拟

长江口流域污染物排放较多,受地形和水环境过程影响其运动规律极为复杂。为保护近岸海域水质环境,须在洞悉该区域环境水动力基础上开展污染物运动规律的研究。基于ECOMSED三维数值模型和拉格朗日粒子追踪技术,采用单个粒子以及粒子群模拟追踪了长江口的石洞口、竹园、白龙港三大污水排污口区域污染物质的运动轨迹,重点分析了水体表层、中层、底层污染物的运动特性及其影响范围,在此基础上,对该区域水体的排污设置方式提出了参考建议。     

围填海对海洋生态系统影响评价标准构建及实证研究——以胶州湾为例

随着人类开发海洋空间资源的推进,海洋生态系统运行状况愈加恶劣。以围填海研究为出发点,构建其对海洋生态系统影响评价指标体系,并全面梳理相关研究成果和国家标准,确立各评价指标的三级标准临界值,运用基于熵值和层次分析的模糊物元模型,对胶州湾1986年、2000年、2010年围填海造成的海洋生态系统损害进行评价,证实围填海工程规模与海洋生态系统恶化存在显著相关关系,且随着时间推移,围填海活动造成的生态累积效应愈加明显。     

天津滨海新区围填海工程对海洋资源影响评价

总结了天津滨海新区围填海工程的概况,建立了天津滨海新区围填海工程对海洋资源影响的评价指标体系,运用层次分析法和德尔菲法相结合的方法得到了天津滨海新区围填海工程对海洋资源影响评价指标的权重,提出了围填海工程对海洋资源影响的评价标准,对天津滨海新区围填海工程的海洋资源(港航资源、渔业资源、旅游资源、空间资源和其他资源)影响进行了综合评价。评价结果表明:天津滨海新区围填海工程对海洋资源影响一般,可以进行适度的围填海工程。     

围填海对芝罘湾生态环境的影响

围填海开发活动己经成为各国沿海地区拓展空间、获取资源的一种重要方式,同时围填海工程对海洋生态环境的负面影响也不可忽视.以芝罘湾为例,整理并分析了1985-2017年中4个时间梯度表层水、沉积物和海洋生物的空间分布实测数据,分析近年来大规模围填海工程对其湾内生态环境的影响.结果表明:①芝罘湾内表层水中ρ（TN）、ρ（TP）、ρ（Cu）、ρ（Pb）、ρ（Zn）、ρ（Cr）和沉积物中w（Cu）、w（Pb）、w（Zn）、w（Cr）在空间分布上一致,均呈现出自湾顶向湾口逐渐降低的趋势,围填海海域的污染物浓度高且污染范围扩大.②2017年表层水中ρ（TN）、TN/TP、ρ（Cu）、ρ（Pb）、ρ（Zn）、ρ（Cr）分别是1985年的12、14、8、7、2、14倍,ρ（TP）因国家对含磷农药的限制而呈现降低趋势.③围填海海域沉积物中的重金属含量增加,但由于2016年底的疏浚工程,2017年沉积物中w（Cu）、w（Pb）、w（Zn）、w（Cr）较2010年分别降低了60.13%、77.25%、39.17%、25.32%.④2010-2017年,ρ（Chla）降低了58.00%;浮游植物、浮游动物、底栖生物的物种数量分别下降了近47.50%、43.30%、26.30%,Shannon-Wiener多样性指数分别下降了20.49%、15.41%、10.41%,丰富度指数分别下降了69.33%、87.56%、61.90%.研究显示,围填海对芝罘湾生态环境产生了不利影响,表层水、沉积物及海洋生物均呈现不同程度的恶化和退化趋势.      

胶州湾污染物COD的三维扩散与输运研究

笔者较系统地对环胶州湾工业污染源、生活污染源和海水养殖污染源进行收集和分析,给出影响胶州湾海域环境的主要污染源强的大小及分布;在三维潮流模拟的基础上,建立了一个三维保守污染物COD输运的对流扩散数值模型;模拟所得的COD污染物分布结果与胶州湾的实际监测资料符合良好。      

胶州湾围填海生态损害评估——支付卡和单边界二分法的比较

基于意愿调查法,同时使用支付卡式和单边界二分法式诱导技术,调查人们对于胶州湾围填海生态环境损害进行恢复的支付意愿,推断围填海的年生态损害值及单位围填海的生态成本。结果表明,使用单边界二分法时,人们平均每年愿意为围填海生态损害进行恢复支付591.29元,胶州湾围填海生态损害总价值为19.76亿元/a,单位围填海的生态成本为10.2元/(m2·a);使用支付卡式时,平均每年愿意支付247.53元,胶州湾围填海生态损害总价值为8.22亿元/a,单位围填海的生态成本为4.25元/(m2·a);采用两种方式所得结果作为生态损失值区间,可以提高评估结果的准确性。该研究结论可为围填海工程的成本效益分析以及生态补偿提供参考。     

研究围填海开发活动对海洋资源影响评价方法

人们为了寻求更广阔的生产活动空间,通过修筑人工堤坝、填埋土石方等工程措施将天然的海岸带开发成陆地,以供人们扩展经济发展的空间,这就是围填海开发的主要目的。虽然白沙湾海域海岸整治保护项目可形成海湾面积3670亩,滨海水域面积约3100亩,利用白沙湾独特的自然生态环境和空间景观资源,实现临港新城白沙湾海岸段城市岸线功能,同时防潮挡浪,提高临港新城的防灾减灾能力。但是工程的施工也让海洋资源受到了无法磨灭的影响,水动力逐渐下降、海鲜产量的减少都预示着海洋的平衡正在倾斜。本文主要以临海市白沙湾海域海岸整治保护项目为例,研究围填海开发活动对海洋资源产生的影响。     

填海造地对胶州湾水动力环境影响的数值研究

以胶州湾为全不杂交方法建立了胶州湾变边界潮流数值模型，并对其进行了模拟计算，重现了该海域的潮流分布规律，另外，根据几个填海方案，分别进行了预测计算，从而得以了各方案实施时对潮流、一、流通量等水动力因素带来的影响，结果表明，填海面积越大，影响也越大，截流填海比顺流填在，强流区填海比弱流区填海影响大。     

围填海造成的生态环境损失评估方法初探

本文针对目前围填海开发中存在的突出问题,探讨与研究适合评估我国围海造地对生态环境造成损失的方法与测算模型,为国家严格控制围填海、科学制定围海造地规划提供决策依据.     

渤海围填海历史遗留问题处理的实践经验启示——以大连金普新区为例

渤海三面环陆,优越的地理条件一度使环渤海的围填海活动趋于白热化。虽然围填海造地拓展了大量的土地空间,却也给生态环境带来了负面影响。2018年国务院印发《关于加强滨海湿地保护严格管控围填海的通知》,首次提出渤海海域禁止开发任何围填海项目,并要求加快处理围填海历史遗留问题。本文结合大连金普新区实践经验,提出了统一围填海遗留问题界定标准、强化监管、跨部门协调、开展多样化生态修复技术研究和构建全过程监管体系等要点,为今后我国围填海遗留问题的处理提供借鉴和参考。     

基于拉格朗日方法的胶州湾物质输运特征研究

利用非结构网格有限体积海洋模型（FVCOM）,分析了胶州湾的拉格朗日余流、有限时间Lyapunov指数场（FTLEs）和拉格朗日相干结构（LCSs）的关系。结果表明:胶州湾西部的主要涡旋呈逆时针方向,中部从北向南分布着顺时针、逆时针、顺时针三个涡旋,东岸存在多个逆时针涡旋,大沽河河口、李村河河口和洋河河口存在小的余流涡。与余流结构相对应,在胶州湾内存在南北方向的拉格朗日相干结构的"脊","脊"与余流涡旋边界基本重合,是物质输运的通道,并对两侧物质输运起阻隔作用。本文从拉格朗日角度研究了胶州湾污染物输运特征,研究结果可解释污染物浓度局部高值现象,为胶州湾排污口的优化和海洋环境管理提供参考依据。     

石油污染物在土壤中运移的数值模拟初探

针对大庆石油管理局宋芳屯油田开发建设的实际情况，分析了石油污染物在土壤中运移的规律，并建立了非饱和带污染物迁移和地下水运动模型。通过求有限元数值解，利用该模型对石油污染物在土壤中的迁移情况进行了模拟预测，结果显示了石油污染物可能对土壤造成污染的范围和影响程度。     

胶州湾海岸带环境脆弱性分析

本文以胶州湾为研究区,在对导致海岸带脆弱性的各种压力进行定量化分析的基础上,构建具有针对性的海岸带环境脆弱性评估模型,对胶州湾环境脆弱性进行有效判别。研究发现,由人为排放污染物导致的海洋环境质量下降,是致使胶州湾生态系统脆弱性的直接原因。虽然作为压力因素的气候变化和城市化指标对脆弱性指数的直接贡献率不大,但是作为导致海岸带环境脆弱性的根本因素,随着气候变化趋势的不断显现和人类对海岸带开发利用程度的不断加剧,海岸带脆弱性不断增加的趋势是必然的。因此应该在控制直接影响环境的排污行为的基础上,有效控制对海岸带生态和环境产生影响的各种压力,以从根本上避免海岸带生态和环境脆弱性不断加剧。     

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。     

青堆子湾滩涂围垦对大型底栖动物的影响

为了研究滩涂围垦对近岸大型底栖动物群落结构的影响,于2011~2012年在青堆子海湾布设了16个监测站位,开展了4个季节的调查工作。运用ABC曲线、聚类分析（CLA）,重点分析了滩涂围垦对大型底栖生物分布的影响。结果表明:（1）近岸大型底栖动物群落结构受扰动明显,与历史数据对比,物种数、栖息密度、生物量下降明显,经济物种损失严重;（2）近岸大型底栖动物种数、栖息密度、生物量明显低于远岸;（3）ABC曲线、聚类分析结果表明,调查海域大型底栖生物群落受干扰程度明显,群落结构相似性程度较低,滩涂围垦导致近岸沉积环境形成了多个不同类型的小生境。     

水下溢油事故污染物输移扩散的数值模拟研究

通过对水下溢油事故特点以及污染物输移过程的分析,建立基于拉格朗日积分方法的三维水下溢油模型.数值计算了污染物在密度均匀、密度分层以及流速分层等水下环境中的扩散和输移行为,模拟结果与实验数据的吻合证明了该模型的准确性和有效性.通过渤海海底输油管道溢油事故的模拟算例研究,结果表明该模型可为水下溢油事故的风险评估、应急响应等...     

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.     

胶州湾河口沉积物中耗氧有机物的释放研究

以COD为耗氧有机物指标,通过对胶州湾海泊河河口沉积物引起的上覆海水COD变化的模拟实验,估算了耗氧有机物的释放量和释放速率,并对河口沉积物中耗氧有机物释放的影响因素和释放规律进行了研究。结果表明,胶州湾海泊河河口沉积物中耗氧有机物的释放对上覆水污染较重,泥水比、温度和溶解氧都对上覆水COD有明显影响,pH值的影响仅表现在前2 d。从总体变化趋势来看,静态海水中耗氧有机物的长期释放规律与悬浮态下的短期释放规律一致,而风干沉积物中耗氧有机物的短期释放规律用零级动力学方程拟合较好。     

胶州湾表层沉积物中烃类有机物特征参数研究

本文以胶州湾南部海域表层沉积物为研究对象,利用气质联用技术（GC-MS）研究了其正构烷烃、多环芳烃、甾烷和萜烷的参数特征,以及来源的解析指示。结果表明:胶州湾南部海域表层沉积物正构烷烃碳数范围为C₉~C₃₄,均呈双峰分布,主峰碳分别为C₁₇、C₂₇,且后峰丰度远高于前峰。沉积物中PAHs可能主要来源于石油及其衍生品的输入,近年来,其来源可能由化石燃料等燃烧为主转为石油产品输入影响为主。胶州湾南部海域Ts/Tm指示了石油输入的特征。C₃₁αβ（S/（S+R））、C₃₂αβ（S/（S+R））、C₃₃αβ（S/（S+R））等藿烷比值范围分别为0.61~0.63、0.42~0.58、0.64~0.71,C₂₉甾ααα（S/（S+R））比值为0.46~0.58,显示了较高成熟度的特征。     

胶州湾海岸带表层沉积物中典型喹诺酮类抗生素污染特征研究

本研究对胶州湾海岸带表层沉积物中吡哌酸、氧氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星、洛美沙星、沙拉沙星、恶喹酸和氟甲喹8种喹诺酮类抗生素的含量以及分布特征进行分析探讨。结果表明,研究区域内36个站点均检测到喹诺酮类抗生素,含量范围在0.48×10-9~47.54×10-9,平均含量为8.45×10-9,含量最高点出现在人口、医院密集的市区附近海域。研究区中恶喹酸检出率最高,可达94.44%,其平均含量为0.89×10-9,这与恶喹酸在水产养殖中广泛使用有关。洋河河口站点平均含量（8.91×10-9）高于大沽河口（3.74×10-9）,且其个别站点沉积物的喹诺酮抗生素总含量高达20.32×10-9;红岛码头区沉积物中喹诺酮抗生素总含量均达到6.00×10-9以上,检出四种喹诺酮类抗生素;湾口养殖基地周边沉积物中检测出喹诺酮抗生素种类较多,总含量为11.12×10-9,可见胶州湾海岸带已明显受到喹诺酮类抗生素污染。然而与其他海岸带及我国典型河流沉积物中喹诺酮类抗生素污染相比,胶州湾表层沉积物中喹诺酮抗生素含量较低,处于低污染水平,但个别站位污染种类较多、含量偏高,应引起相关部门重视,合理规划海洋功能区,加强环湾环境保护。