胶州湾泛亚码头疏浚方案优选及悬浮物影响预测

采用有限元分步杂交方法,在已建潮流场的基础上,建立了胶州湾疏浚物悬浮泥沙的二维输运-扩散模型,并应用于胶州湾前湾港区泛亚码头工程疏浚区的疏浚物输运扩散的数值模拟预测。根据预测结果分析了泛亚码头疏浚区施工期间悬浮泥沙对附近海域水环境和生态环境的影响,并对不同的疏浚方案进行了优选。     

悬浮物对海洋环境影响的研究——以董家口港油品码头建设工程为例

文章利用MIKE21FM水动力模型,对董家口港油品码头工程海域进行潮流数值模拟,在潮流模拟验证吻合的基础上,建立了悬浮物输移、扩散预测模型,预测了工程在基槽开挖、块石抛填、回填溢流和港池疏浚过程中引起的悬浮物浓度,给出了悬浮泥沙的最大扩散范围,以及各类水质的超标面积,分析了工程对海洋水质环境的影响。     

海洋工程施工悬浮物源强及扩散规律研究方法概述

各类海洋工程如码头、航道、海上风电、海底管道管线、填海造陆、防波堤等涉及的抛石、爆破、疏浚、打桩、开沟、吹填溢流等作业环节产生的悬浮物,在水动力作用下输移、扩散,会引起周边海域悬浮泥沙浓度增加,对海洋生态环境产生不利影响。文章对国内施工悬浮泥沙浓度扩散规律研究方法和数值模型中悬浮泥沙源强的选取方法进行了概述和总结,为海洋工程施工过程产生的悬浮泥沙扩散研究提供参考和依据。     

海洋工程施工悬浮泥沙源强及扩散规律研究进展

各类海洋工程如码头、航道、海上风电、海底管道管线、填海造陆、防波堤等涉及的抛石、爆破、疏浚、打桩、开沟、吹填溢流等作业环节产生的悬浮物,在水动力作用下输移、扩散,会引起周边海域悬浮泥沙浓度增加,对海洋生态环境产生不利影响。文章对国内施工悬浮泥沙浓度扩散规律研究方法和数值模型中悬浮泥沙源强的选取方法进行了综述,为海洋工程施工过程产生的悬浮泥沙扩散研究提供参考和依据。     

青岛马斯特造船厂项目疏浚方案优选

港池疏浚产生的高浓度悬浮泥沙,对海域环境的影响不能忽视。在建立近海悬浮物二维输移扩散数值模型的基础上.采用有限元分步杂交方法求解,对两种不同施工方案下悬浮物的输移扩散进行预测模拟。根据预测结果,对比分析两种施工方法可能对附近海域水质环境适成影响的程度,为施工方案的选择提供科学依据。     

港湾疏浚工程应加强环境保护管理

在港口、码头及其它海岸工程的建设和维护过程中,一般都要进行疏浚及挖泥作业,在施工过程中,均有泥沙外泄而形成悬浮泥沙的扩散与沉降,悬浮于水体中的泥沙及其所携带的有毒、有害物质不仅会使海水的使用质量下降,而且会使海洋环境遭受污染,因此,对疏浚、挖泥工程应加强监督管理。     

我国疏浚物倾废研究现状──物理过程及有关问题

我国是依据法制管理疏浚物海洋倾废的国家。几年来,疏浚物海洋倾废研究也相应发展到一定水平。实践经验和理论研究表明:从疏浚物排海时刻起到污染物的最后归宿止,它所经历的物理、化学、生物过程是十分复杂的过程。其中,物理过程是最基本的过程,亦即海洋自净研究的核心内容是其沉降、扩散和输运。因此,本文旨在对疏浚物海洋倾废研究现状进行概述,内容涉及基线研究,环境质量现状评价,疏浚物沉降过程实验和数值分析,声学追踪试验,同位素技术应用,流场数值分析,标识质点漂移数值跟踪试验,抛泥运移数值模拟以及环境影响预测等。最后介绍一种“疏浚物倾倒区选划模式”并对今后疏浚物海洋倾废研究提出一点建议供参考。     

蓬莱近岸海域夏季悬浮泥沙输运及控制因素

基于2019年6月在蓬莱近岸海域实地观测获取的样品和数据，研究了海流、温度、盐度和悬浮泥沙的时空分布特征，利用小波分析、单宽通量机制分解和Richardson数等方法，探讨了悬浮泥沙的输运机制和控制因素。研究区悬浮泥沙在平面上呈以登州浅滩为中心向周围海域逐渐降低的分布特征，垂向上呈由表层至底层逐渐升高的趋势。悬浮泥沙浓度变化与潮流变化具有较好的正相关关系，但在时间上滞后1～2 h。研究区单宽净输沙率为7.84～43.12 g/(s·m)。平流输运在研究区悬浮泥沙输运过程中占主导地位，垂向净环流输运次之。潮流是研究区悬浮泥沙输运的主要动力，悬浮泥沙净输运方向与余流方向一致，登州水道南部悬浮泥沙由西向东输运，水道中部悬浮泥沙由东向西输运，南长山岛两侧悬浮泥沙呈向水道输运的趋势。研究区海域部分水体层化现象明显，水体混合受到抑制，悬浮泥沙的分布和输运受到潮流、水体混合和地形地貌共同控制。     

烟台西部近岸海域冬季悬浮泥沙浓度时空变化及其输运特征

基于2017年12月在烟台港近岸海域6个站位大、小潮期的海流和悬沙同步观测资料,分析了悬浮泥沙浓度的时空变化规律,利用悬浮泥沙通量机制分解方法计算了研究区的悬浮泥沙输运通量,并初步讨论了潮流作用下悬浮泥沙的输运机制。结果表明,研究区各站位悬浮泥沙含量大潮期大于小潮期;大潮期各站位悬浮泥沙浓度多出现2～4个峰值,小潮期各站位悬浮泥沙浓度变化较为复杂,其规律性较弱;悬浮泥沙变化一般滞后于流速变化1～2 h。从平面分布上来看,研究区大潮期各站位悬浮泥沙浓度差异较大,小潮期差异较小;垂向上,大小潮期各层位悬浮泥沙含量变化不大,层化现象较弱。研究区水体的平流输运项主导着这一区域的悬浮泥沙输运,垂向净环流项起辅助作用,其他输沙项的贡献很小,研究区悬浮泥沙净输运方向与余流方向大致一致。大潮期垂向净环流项对悬浮泥沙输运的贡献略大于小潮期,小潮期平流输运项对悬浮泥沙输运的贡献略大于大潮期,大小潮变化对研究区泥沙输运影响显著。     

琼州海峡的一个三维泥沙扩散模式

通过建立一个三维陆架海数值模式来预报近海潮流和泥沙浓度的对流扩散,并应用于琼州海峡跨海工程的前期数值预测。预测结果表明,海区潮流的涨落、岸线形状、海底地形及源强位置与泥沙在近海的输运扩散关系密切,模拟情形基本合理,表明该模式适合应用于河口、近岸等涉海海洋工程海域的流场及泥沙扩散的三维数值预测,为相关的水动力环境要素和水质影响评价提供一定的参考价值。     

大亚湾倾倒区海洋动力对疏浚物扩散的影响分析

本文利用对大亚湾海洋倾倒区在9个月倾倒期间的跟踪监测数据统计、分析其在接纳疏浚物倾倒期间悬浮物浓度的特征以及变化特点；通过相关系数的计算，分析海洋动力（波浪、海流）对疏浚物扩散的影响．结果显示：海区海洋动力较强，疏浚物扩散快速，因此，大量倾倒时，倾倒区悬浮物浓度并不大幅度上升；海域的波高与倾倒区悬浮物浓度存在显著正相关，即波浪是影响倾倒区浓度的主要因素；海流是疏浚物扩散的主要因子，其作用导致监测海区很少出现高悬浮物浓度．自然状态下，海水的运动状态和悬浮物浓度也在不断变化之中，因此，如何确定海域的悬浮物本底浓度是一个值得进一步探讨的问题．     

黄、东海边界悬浮物输运量的卫星遥感估算

利用2002—2015年的中等分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)第4波段反射率产品对黄、东海边界的悬浮物输运情况进行了分析, 同时利用黄、东海2003年现场实测的悬浮物含量数据和这期间准实时的MODIS影像数据, 建立了基于MODIS第4波段遥感反射率的悬浮物含量遥感反演模型。基于该模型, 反演黄、东海表层悬浮物浓度, 并计算悬浮物扩散面积。利用反演得到的表层悬浮物浓度和悬浮物浓度垂向预测模型, 获取垂直方向上的悬浮物浓度, 同时结合水深、扩散面积数据, 计算特定时刻水体中的悬浮物含量。利用插值方法获得整个输运过程中各时刻水体中的悬浮物的含量, 计算各个时刻悬浮物含量的总和作为悬浮物的输送量。对2002年10月至2003年4月黄海向东海的悬浮输送量进行估算, 估算结果为153Mt。     

胶州湾中溶解态铝的初步研究

本文利用改进的铝-荧光镓(Al-LMG)荧光光度法测定了2001年夏季和秋季胶州湾水样中的痕量溶解态铝,分析了夏、秋季胶州湾内溶解态铝的分布及其影响因素,在此基础上讨论了胶州湾中悬浮颗粒物对溶解态铝的贡献,并进一步探讨了溶解态铝在研究水团运动中的作用。计算了河流输入、大气干、湿沉降向胶州湾中溶解态铝的输送,及湾内外交换对胶州湾内溶解态铝的影响和胶州湾铝的存留时间。     

胶州湾水域重金属铬的分布及迁移

根据1979年的胶州湾水域调查资料，分析了重金属铬在胶州湾水域的分布、迁移和季节变化。研究结果表明；春季，胶州湾水城铬污染较轻，大部分海域水质状况较好，而到夏季没有受到污染。在时空分布上，春季，铬污染形成了明显的梯度，由东北向西南方向递减，从112．3μg／L降低到0．2μg／L。夏季，铬的水平分布比较均匀，表层水体铬的含量较低，范围在0．10～1．40μg／L之间波动。因此认为，1979年整个胶州湾水域的重金属铬属于面污染源。而且，当铬进入胶州湾海域后，很快吸附在水体中的悬浮颗粒上，并被水流较快地带离胶州湾水城，几乎没有在胶州湾水域表、底层留下污染痕迹。     

Transport of suspended matter in a bar-built Danish estuary

The river Varde Å discharges into the bay of Ho Bugt on the western coast of Jutland forming a small, bar-built estuary. This paper deals with tidal fluxes of water and sediment in the Varde Å estuary.The inflowing water at flood tide is part of a turbidity maximum in the northern part of the bay. At high tide slack water the suspended material deposits inside the estuary. During ebb-tide it is resuspended, and the estuary bottom is washed clean coinciding with the influx of relatively pure freshwater from the drainage area.From one station in the estuary mouth, current velocities and concentrations of suspended material have been measured during 10 tidal periods covering all four seasons. It is shown how these data can be used in a quantitative calculation of the transport of water and suspended material through the cross-section of study.A model has been formulated which—based on half-tidal periods—quantifies the transport of water and suspended material through the estuary mouth.The model is calibrated on the basis of measurements made during the above-mentioned 10 tidal periods. The rather small number of measurements is to some extent compensated for by a carefully pre-arranged selection of tidal periods.The model is discussed in relation to the prediction of net suspended transport through the estuary mouth in different weather and tidal situations.     

胶州湾沉积物中有机质的来源与组成及其对百年尺度环境变化的指示

The Jiaozhou Bay is characterized by heavy eutrophication that is associated with intensive anthropogenic activities. Four core sediments from the Jiaozhou Bay are analyzed using bulk technologies, including sedimentary total organic carbon(TOC), total nitrogen(TN), the stable carbon(δ~(13)C) and nitrogen(δ~(15) N) isotopic composition to obtain the comprehensive understanding of the source and composition of sedimentary organic matter and further shed light on the environmental changes of the Jiaozhou Bay on a centennial time scale.Results suggest that the TOC and TN concentrations increase in the upper core, having indicated a probable eutrophication process since the 1920 s in the inner bay and the 2000 s in the bay mouth. The TOC and TN concentrations outside the bay have also changed since 1916 owing to the variation of terrigenous input.Considering TOC/TN ratio, δ~(13) C and δ~(15) N, it can be concluded there is a mixture of terrigenous and marine organic matter sources in the study area. A simple two end-member(terrigenous and marine) mixing model usingδ~(13) C indicats that 45%–79% of TOC in the Jiaozhou Bay is from the marine source. The environmental changes of the Jiaozhou Bay are recorded by geochemical proxies, which are influenced by the intensive anthropogenic activities(e.g., extensive use of fertilizers, and discharge of sewage) and climate changes(e.g., rainfall).     

Enzyme activities in the Delaware Estuary affected by elevated suspended sediment load

Extracellular enzyme activities were compared among surface water, bottom water, and sediments of the Delaware Estuary using six fluorescently labeled, structurally distinct polysaccharides to determine the effects of suspended sediment transport on water column hydrolytic activities. Potential hydrolysis rates in surface waters were also measured for the nearby shelf. Samples were taken in December 2006, 6 months after a major flood event in the Delaware Basin that was followed by high freshwater run-off throughout the fall of 2006. All substrates were hydrolyzed in sediments and in the water column, including two (pullulan and fucoidan) that previously were not hydrolyzed in surface waters of the Delaware estuary. At the time of sampling, total particulate matter (TPM) in surface waters at the lower bay, bay mouth, and shelf ranged between 31 mg l⁻¹ and 48 mg l⁻¹ and were 2 to 20 times higher than previously reported. The presence of easily resuspended sediments at the lower bay and bay mouth indicated enhanced suspended sediment transport in the estuary prior to our sampling. Bottom water hydrolysis rates at the two sites affected by sediment resuspension were generally higher than those in surface waters from the same site. Most notably, fucoidan and pullulan hydrolysis rates in bay mouth bottom waters were 22.6 and 6.2 nM monomer h⁻¹, respectively, and thus three and five times higher than surface water rates. Our data suggest that enhanced mixing processes between the sediment and the overlying water broadened the spectrum of water column hydrolases activity, improving the efficiency of enzymatic degradation of high molecular weight organic matter in the water with consequences for organic matter cycling in the Delaware estuary.     

胶州湾沉积物中氨基酸对有机质降解及细菌源贡献的指示作用解析

基于对胶州湾表层沉积物中总可水解氨基酸（THAA）的含量、组成、构型及分布特征的系统研究，通过氨基酸碳氮归一化产率（THAA-C%，THAA-N%）、降解因子DI、反应活性指数RI以及D型氨基酸占比（D-AA%，摩尔百分比）等指标结合碳氮比（TOC/TN）、碳稳定同位素（δ13C）探析了胶州湾沉积物中有机质的来源与降解状态，利用细菌源有机质及胞外肽酶活性（EEA）探讨了微生物在有机质迁移转化过程中的作用与贡献。结果表明，胶州湾表层沉积物中氨基酸平均含量为（7.60±3.64）μmol/g，在陆源与海源混合影响下，其水平分布呈现湾内高于湾外、湾内东部高于西部的特点，表明湾内东部陆源输入对沉积物THAA具有较高贡献。THAA-C%、THAA-N%、DI、RI以及D-AA%等指示因子均显示胶州湾表层沉积物中有机质的降解程度呈现湾外高于湾内、湾内东部高于西部的变化趋势，有机质来源、微生物活性与上覆水水深共同影响了有机质的降解程度。胶州湾表层沉积物中细菌源有机碳的贡献率为（29.35±18.73）%，其水平分布显示出湾内西部与湾外相近且高于湾内东部的特点。细菌胞外肽酶活性（EEA）平均为（0.81±1.31）nmol/（g·h）（以MCA计），整体分布趋势与细菌贡献率相反，呈现湾内东部高于湾内西部和湾外的特性。沉积物中有机质的不同海源、陆源占比决定了有机质的可降解性，而有机质的降解程度进一步影响了细菌源有机质的贡献与胞外肽酶活性。