岸线变迁对芝罘湾海域水交换的影响研究

以典型半封闭海湾—烟台芝罘湾为研究对象,基于多时相遥感影像和地形资料,提取1976—2016年4个时期岸线数据,建立芝罘湾二维对流—扩散模型,采用水交换率研究岸线变迁影响下的芝罘湾水交换能力变化过程,针对岸线变化显著的芝罘湾西部,划分为5个子区域深入分析区域水交换能力的分异特征。结果表明:芝罘湾岸线不断背陆向海曲折增长,海湾西部岸线变化强烈,40 a间岸线增长58.17%,港口码头建设是引起岸线变化的主要原因。芝罘湾水交换能力呈现先增强（1976—1991年）而后减弱（1991—2016年）的特征,海湾平均半交换周期整体呈现增长趋势,2016年（127 h）较1976年（92 h）增长了35 h。芝罘湾西部水交换能力区域性差异较大,北港池、三港池和一港池的形成是芝罘湾水交换能力由强到弱变化的主要原因。     

海洋工程影响下莱州湾海域水动力环境变化特征

本文利用MIKE21FM数值模拟软件模拟了2000年和2014年莱州湾海域的水动力变化。结果表明由于海洋工程的建设,莱州湾内地形和浅滩发生变化,导致2014年湾内整体潮流流速较2000年减小,流向发生一定偏转;在NE向定常风驱动下对比2000年和2014年模拟海流结果可知变化幅度在1~3 cm/s内,莱州湾整体表层海水运动受岸线变化影响较小;纳潮量减少0.1788 km3,为2000年的3.2%;半水交换时间由27.5 d增加到29 d,工程建设对莱州湾水交换影响相对较小。     

岸线地形变化对环渤海排污口临近海域水交换能力的影响

本文采用DHI MIKE3模型,基于渤海2004年和2014年的岸线地形数据,搭建了新旧岸线地形条件下渤海三维水动力模型,并在此基础上耦合拉格朗日粒子追踪模块,对环渤海主要排污口的粒子影响距离进行研究,来表征岸线地形变化对排污口附近海域的水交换能力的影响。模拟结果表明:环渤海排污口水交换能力整体呈减弱趋势。辽东湾西北部和东北部湾顶、渤海湾西北部湾顶、莱州湾大部分区域减弱幅度较大;渤海湾南口和渤海海峡附近水交换能力明显增强;位于岸线变化程度较小海域的排污口水交换能力变化不大。造成排污口附近水交换能力变化的主要原因包括岸线地形变化引起的余流方向、大小的变化和构筑物附近小环流的产生。     

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。     

莱州湾海域水质石油类的分布特征

根据2011年5月~2013年11月莱州湾海域表层海水中石油类污染状况进行的现场调查,研究分析了莱州湾表层海水中石油类的平面分布和季节变化特征。结果表明,2011~2013年,莱州湾表层海水中石油类的浓度变化范围分别为0.009~0.101mg/L、0.00875~0.0879mg/L和0.0118~0.0687mg/L,石油类含量总体年际变化不大,但2011年与2012年、2013年呈现不同的季节变化,2011年夏季（8月）高于春季（5月）,而2012年~2013年表现为春季>夏季>秋季（5月 >8月 >10月 >11月）。从石油类的平面分布来看,基本呈现近岸高、湾中部及湾口低的特点,高值区主要集中在小清河口和黄河口等河口附近海域。     

莱州湾沿岸河流对邻近海域表层水体中Chl a浓度的影响

根据2012年9月底对莱州湾沿岸河流和邻近海域表层水体中Chl a和相关环境参数的调查,分析了Chl a在该区域的分布、影响因素、富营养化状况以及变化趋势。莱州湾沿岸河流Chl a浓度平均值为51.9 g/L,邻近海域为3.9 g/L。在沿岸河流,与Chl a呈显著正相关的仅有悬浮颗粒物(SPM),而在邻近海域,与Chl a呈显著正相关的有SPM、PO4-P、NH4-N、NO3-N。氮和磷都是莱州湾近岸海域Chl a的限制因子,其中氮的限制作用较大。莱州湾沿岸河流水体的富营养化程度主要表现为过度和高度富营养化,近岸海域水体的富营养化程度则主要表现为低度富营养化。沿岸河流高浓度的氮磷汇入,将会促进莱州湾近岸海域浮游植物生长,进而导致莱州湾近岸海域Chl a浓度增加并有可能使该区域的富营养化程度增加。     

莱州湾盐度变化现状及其对海洋环境与生态的影响

依据莱州湾生态监控区2004年5、8月份两个航次的盐度监测资料,结合近40a污染监测网莱州湾海域的监测资料和历年黄河入海径流量等有关资料,研究分析了近年莱州湾盐度变化状况及主要影响因素。研究发现近40 a莱州湾盐度变化趋势总体上呈上升态势,莱州湾盐度值与以前相比有明显升高。黄河径流量锐减和断流是引起莱州湾盐度升高的主要原因。莱州湾盐度升高,对莱州湾海洋生态环境的影响是多方面的,对湾内产卵场、育幼场和海洋生物群落结构都有一定的影响。     

莱州湾东南沿岸地区海水入侵灾害研究

莱州湾东南沿岸地区是我国东部海水入侵最为严重的地区之一 ,本文在大量野外调查的基础上 ,分析了近 30a来该地区海水入侵的时间变化及空间分布 ;通过比较 ,发现本区海水入侵既受全球气候变暖、海平面升高大背景制约 ,更与过量开采地下水、地面下沉密切相关 ;海水入侵对本区工农业生产及人民生活等均已产生不良影响 ,必须引起高度的重视。     

莱州湾地区海水入侵变化动态研究

通过对莱州湾地区11个剖面60多个观测井进行测定,统计分析了水样的氯度、矿化度数据,得出了莱州湾地区海水入侵的时空变化规律。结果表明,在时间上,海水入侵的状况基本上保持稳定,受月季变化影响较小;空间上,地下水水质呈从沿岸向内陆由咸变淡的梯度变化趋势,海水入侵程度由近海岸至内陆逐渐降低,入侵面积和过渡带面积进一步扩大,表明莱州湾海水入侵程度日趋严重。     

厦门海岸工程对岸线变迁及海洋环境的影响研究

在Arcview 3.3软件的支持下,以厦门市1989年、1997年和2007年三个时期的遥感影像图为数据源,研究厦门的海岸变迁;通过搜集整理文献资料,总结围填海面积增长情况,研究表明:1980年以前,厦门的围填海以西海域和同安湾居多,西海域围填海面积达5 605 hm2,同安湾围填海面积2 796 hm2;1980年-1999年,整个厦门海域的围填海面积为982.05 hm2;2000年-2006年,整个厦门海域的围填海面积为762.44 hm2。长期多项海岸工程建设提升了厦门海洋经济社会的发展水平,但也使得海洋生态环境受到了严重的影响,如海岸地形地貌改变、纳潮量大量减少、生物多样性被破坏、水质恶化等。     

莱州湾海洋生态环境状况与污染防治策略初探

本文基于2015年以来莱州湾海洋环境公开数据,系统地分析了莱州湾海域水质、富营养化分布特征及变化情况,并针对海湾环境污染问题提出建议。结果表明,2020年莱州湾海域水环境和富营养化状况有所改善,主要污染物无机氮的含量大幅降低,富营养化面积显著减少,渤海综合治理攻坚战环境综合治理工作取得阶段性成效;但小清河和黄河入海口附近污染依然严重,海湾水环境质量较2001年有所退化,主要表现为平均pH和溶解氧浓度小幅降低以及氮磷比失衡加剧;海湾生态系统处于亚健康状态,主要限制因素为生物密度波动较大,互花米草入侵亦对海湾生态环境健康状况造成负面影响。建议按照“陆海统筹、河海兼顾、协同共治”的治理思路,强化对污染物采取“源头控制、过程监管、末端治理”的综合防控措施,建立莱州湾污染物总量控制制度,科学核算总氮、氨氮等重点污染物的允许排放量,采用“削减排放”和“增加容量”相结合的方式,实现重点污染物有效防治,推动莱州湾区域生态环境质量持续改善。     

长宽比参数对圆弧角海水养殖池水动力特性影响的数值研究

为提高养殖池在车间建设中的占地比率和获取较好的养殖池流场性能,需要确定适宜的养殖池长宽比参数。本文采用计算流体力学（computational fluid dynamics）技术,对不同L/W（即养殖池长边边长L与宽边边长W比值）的矩形圆弧角养殖池流场性能开展数值模拟,建立对直双管（两个进水管布设于不相邻两个直壁的中间位置）入流的养殖池三维湍流数值计算模型,并将进水管布置在长边和宽边两种工况进行对比,分析两种工况下养殖池的水流速度、阻力系数变化、水体均匀性、涡量等流场评价指标。本研究表明,两种工况随长宽比的改变,流场变化趋势基本一致,L/W为1.0～1.2时养殖池具有良好的流场性能,L/W为1.2～1.6时流场性能急剧下降,L/W为1.6～1.9时流场性能较差,该研究结果可为工厂化循环水养殖池的池型设计和流场性能优化提供依据。     

秋季莱州湾及附近水域营养现状与评价

根据2004年10月对莱州湾水域调查结果,分析并评价了莱州湾水域秋季营养状况.结果表明,由于受黄河和小清河人海径流的影响,表层无机氮、磷酸盐和硅酸盐水平分布均表现为湾西部和西南部含量较高于其他水域.而底层分布却不尽相同,无机氮为湾南部近岸水域含量较高;磷酸盐为湾东部近岸水域含量较高;硅酸盐为除湾口外水域水平梯度较大外,整个湾内水域分布相对较均匀.从水域环境质量评价结果看,N/P比值较大于Redfield比值,P显得相对缺乏.与Justic和Dortch等提出的营养盐化学计量限制标准比较符合硅限制条件.根据营养化评价模式和有机污染指数计算结果,2004年秋季莱州湾水域营养水平基本属于磷限制中度营养水平,有机污染程度属2级,表明该水域开始受到有机污染.     

气候变化对莱州湾地区水资源脆弱性的影响

论文首先分析了在现状年(1993年)供水能力和需水条件下,1960～1993年的气候波动对莱州湾地区水资源供需平衡和脆弱性的影响。然后根据未来气候情景分析了在2000规划年和2020规划年供水能力和需水要求下,未来气候变化(2000～2042年)对水资源供需平衡及脆弱性的影响。在农业需水保证率50%时,2000～2019年水资源供需基本平衡,但2020～2042年水资源短缺20～57亿m³。若考虑未来气温的上升,则水资源短缺进一步加大。因此,2020年以后需在调入56亿m³客水资源基础上,从区外调入更多稳定的水量以保证该地区社会经济的可持续发展。     

杭州湾南岸岸线变化对水动力的影响累积效应

基于FVCOM数值模型,针对杭州湾南岸区域,采用移动固边界的方法,对1984年、2010年以及2020年(规划岸线)3个不同时期杭州湾南岸区域的岸线地形进行了模拟,计算了各个时期水动力场。通过对比发现,在人工及自然因素长期对近岸岸线地形的共同改变作用下,金塘水道区域3个时期水动力场有较显著变化。分析宁波舟山海域间水道的三个过流断面的流量发现,3个年代流量有累积变化的趋势。经过进一步分析可推测,在落潮流挟沙能力足够的条件下,水动力的变化可能会进一步加剧南岸及金塘水道区域宁波港(镇海区、北仑区)的淤积,从而影响该区域港口航道的正常使用。     

春季莱州湾南部溶解态营养盐研究

在1997年5月、1998年6月两次对莱州湾南部调查的基础上，讨论了该海区溶解态营养盐的时空分布规律和来源。认为PO4^3-－P、NH4^ －N、NO2^-主要来源于南部沿岸及河口，NO3^-主要受北部黄河的影响，SiO3^2-同时受黄河及南部河口的影响，黄河对该海区有重要影响。小清河已对部分海区造成污染。     

莱州湾西部海域枯水期富营养化程度研究

根据2004年5月份的调查资料,选择透明度、盐度、活性磷酸盐、溶解无机氮、硅酸盐、叶绿素a、浮游植物、浮游动物、底栖生物作为评价因子,利用层次分析法确定了各因子的层次关系和权重,建立了以营养盐和富营养化症状为基础的综合评价指数模型,对莱州湾海域的营养水平进行了评价.各站点最终评价结果表明:莱州湾海域磷酸盐、无机氮超标严重,整体已表现出富营养化,其中黄河口和小清河口附近富营养化较为明显,这主要是受到陆源排污和海水养殖的影响,基本符合实际情况.