海阳阎家河人工泻湖水体交换数值研究

利用二维水动力数学模型模拟海阳人工泻湖潮流运动,并分析了在人工泻湖的西向开通导堤前后泻湖内的潮位变化与水体运动变化过程,据此计算出泻湖内的海水交换率及海水的半更换期。结果表明,在未开通西通道时,泻湖西侧水体的单宽流量在涨急和落急时只有0.66m2/s和0.47m2/s,水体流动缓慢,难以保证泻湖环境生态对水质的需求;当开通西通道时,泻湖内的水体整体运动明显增强,西侧水体的单宽流量在涨急和落急时分别达到1.02m2/s和0.70m2/s,西安路两侧大部分水体能够顺利进行交换,同时泻湖内的水体交换周期也明显缩短,约为2.61d。     

山东裕龙岛跨河道工程对沉积动力环境影响研究

根据裕龙岛附近海域水文和地形等实测资料,采用数值模拟的方法,模拟了研究区跨河道工程建设前后的水动力、冲淤和水交换等沉积动力特征,探讨了跨河道工程建设对裕龙岛内部沉积动力环境的影响。结果表明,跨河道工程建设使裕龙岛内部水道潮流流速整体减小,最大减小量超过20 cm/s,减弱了水道内水动力环境;工程建设对水道内冲淤环境产生一定影响,改变了水道的微侵蚀环境,部分地区发生淤积,最大年淤积量超过2 cm;工程建设明显影响水道内水交换,造成水交换率下降,部分区域水交换率低于60%。整体而言,经一河、经二河建设桥梁,纬一河建设管涵对水道内沉积动力环境影响相对较小,符合工程建设的实际要求。海岸工程建设应优先考虑海洋环境保护,实现工程和环境的协调发展。     

芝罘湾海水交换特性的研究

本文以实测资料研究了烟台芝罘湾的海水交换特性,认为湾内流速较低,水动力较差;为研究芝罘湾水体中各种污染物质的环境容量提供了基础性资料。     

天津海域围填海工程对渤海湾水交换的影响研究

利用三维海洋数值模型FVCOM,进行渤海湾三维水动力和水交换数值模拟,经实测潮汐和潮流资料验证,模型模拟结果较好。然后采用该模型对渤海湾内的水体水交换能力进行定量研究。研究结果表明,在天津海域进行围填海工程之前渤海湾水体的半交换周期为300 d左右,围填海之后,水体半交换周期延长25 d,渤海湾西部水体的水交换率下降可达10%,半交换周期延长92 d。尤其是天津沿海南部海域的水交换能力下降严重,围填海之后其水体半交换周期延长可达200 d。渤海湾北部也有部分海域水交换周期延长达200 d。建议在进行围填海工程建设时,应将工程对水体交换能力的影响纳入考虑,避免因围填海工程因素造成的恶劣环境影响。     

海口湾海域重金属自净能力研究

本文用水动力交换和海水化学自净作用相结合的方法研究海口湾海域的自净能力。指出海口湾涨潮海水的交换率为32.6%,落潮海水交换率为5.4%,一个潮周期铜、铅、锌和镉的物理自净能力分别1.04t、7.64t、15.22t和0.78t.静态海水对铜的自净能力为1.15t.海水交换周期为10d,计算得到海口湾海域铜的自净能力为42t/a.     

未来大规模海岸工程对渤海湾潮动力环境影响的模拟研究

利用FVCOM海洋数值模型,建立渤海湾,尤其针对天津近海的水动力和水交换模型,经潮汐和潮流实测资料验证,模拟结果可信。通过模拟,研究了海岸工程对渤海湾内潮动力环境和水交换能力的影响,模拟显示,未来海岸工程建设后,天津近海最大局部海域流速变化可达0.25 m/s,纳潮量减少3.2×10~8m~3。水体半交换周期延长10天,建议在未来的海岸工程建设时,事先考虑其对水动力环境和水体交换能力的影响,避免造成不可逆转的后果。     

石岛湾东北侧水道对环境影响的数值模拟

随着经济的发展,石岛湾的环境污染日趋严重。为了改善其海洋生态环境,并增加航运能力,开挖入海通道是非常必要的。通过对石岛湾海水交换率、海水半更新期的估计,以及湾内示踪物浓度分布的数值模拟,研究了开挖多种入海通道的预案,模拟结果显示:石岛湾东北部开挖宽300m或500m水道方案的水体交换效果不及开挖宽800m的方案,后者可明显降低海湾东部的示踪物浓度,有利于湾内的水交换。而开挖的水道宽度增至1000m或1500m后也不会再更加明显地改善石岛湾的水环境,说明可选择开挖宽800m水道的方案。     

铁山湾建港前后水体交换能力的数值模拟

铁山湾是北部湾东北部较大的海湾,水深条件好,可用岸线长。为研究铁山湾建港工程前后湾内的水体交换能力,文章建立了平面二维的水动力模型以及平面二维对流—扩散模型,率定后水动力学模型模拟结果与实测结果吻合良好。运用二维对流—扩散模型计算了湾内不同区域的水体半交换时间,模拟结果表明：铁山湾的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129天,海域的水体交换能力主要受铁山湾潮汐作用的影响。铁山湾潮汐作用较强,潮差较大,且铁山湾口门开阔,这都为铁山湾的水体交换提供了良好的条件。工程后铁山湾水体半交换时间为142天,工程前后铁山湾水体半交换时间仅相差13天,说明工程方案对铁山湾水体交换能力无重大影响。     

潮汐河道首尾闸控方式对其水环境的影响研究——以北界河为例

北界河首尾与胶州湾相连,河道两端均受潮汐影响。为有效调控河道内的水动力,河道两端均规划建设闸门,这必将导致潮汐河道水体交换方式发生较大调整。为分析首尾闸门调度方式对北界河内水动力环境的影响,本文建立了二维水动力的对流、扩散数值模型,并对生态治理工程的两种工况下的流场和主要污染物浓度场分布进行了精细数值模拟。计算结果分析表明,通过合理利用潮汐涨落的差值,可以增强潮汐河道内水体与外海的水动力交换,充分提高水体纳污能力,以利于河道内生态环境的改善和达标景观水质的有效维持。     

9810号台风影响期间厦门湾海水化学要素变化特征

热带风暴是影响我国沿海地区的主要自然灾害之一.由于海洋资源开发利用、海洋环境保护等工作的需要,加之海洋科学观测技术手段的进步,近年来,国内外不少学者致力于热带风暴对近海水文气象、海岸港湾工程建设、水体热交换、海洋生态等方面的影响.台风风场导致海水水体强烈运动,加之其所伴随的暴雨、风暴潮将会极大地加速近岸浅水海域陆-海,河-海,海-空,海水-海底沉积物等界面之间的物质和能量交换,引起海水水化学要素在短期内急剧变化,进而影响海水水质状况以及海洋生物过程,海水养殖和其他海洋资源开发利用.     

厦门高集海堤开口改造工程潮流泥沙物理模型试验研究

通过潮汐水流和悬沙淤积物理模型试验,研究厦门高集海堤开口改造工程潮流泥沙问题,研究表明,高集海堤开口后,东、西海域两股水流的汇流区和分流区在高集海堤附近,东海域涨潮流速有所增大,落潮流速有所减小,西海域则相反;随着开口宽度增大,流速变幅增大,开口大于800 m后流速变幅趋缓;海堤开口后净输水方向为自东海域向西海域,有利于厦门湾内水体与外海的交换;高集海堤开口对东渡港区泥沙淤积影响不大.综合分析认为高集海堤开口宽度800～1 000 m较为合适,开口800 m时大潮条件下1d的净输水量约0.91×108m3,东渡北港区港池年平均回淤强度增大0.18 m/a左右,航道淤强增大0.05 m/a左右.     

Drowned and buried valleys on the southern New England continental shelf

Bathymetry and seismic reflection profiling have revealed a sequence of seven post-Jurassic drowned or buried drainage systems on the southern New England shelf. The basement and younger stream patterns have a dominant southward trend with preferred drainage avenues from the mainland to the middle shelf indicated by superposed valley ground positions from unconformity to unconformity over time. Fluvial action under stable tectonic conditions is inferred by low valley height/width ratios with higher ratios related to ice modification of inner shelf pre-glacial river valleys.Fluvial processes responding to sea-level withdrawals have greatly influenced the shelf's later development. Periodically during post-Paleocene time, sediment from subaerial erosion has been transported to the shelf edge by streams. Deltaic deposition on a subsiding base has controlled outbuilding on the outer shelf where the frequent presence of overlying drainage networks is the result of numerous sea-level regressions. Since Eocene time, sediment has been channelled to the deep sea via Block Canyon and its progenitor.Locally structures created by erosion and glacial deposition have governed drainage direction. On the inner shelf, late Tertiary - early Pleistocene streams were diverted southeastward and southwestward by the magnitude of Long Island's Coastal Plain escarpment and by secondary cuestas between eastern Long Island and Block Island. The probable eastern reach of Dana's southern Sound River valley can be traced from northeastern Long Island across Block Island Sound. An early Woodfordian end moraine of the Wisconsin stage impounded melt waters in Block Island and Rhode Island Sounds. Where the moraine was breached near Block Island, fans were formed adjacent to the water gaps. In Rhode Island Sound the earlier and later Woodfordian end moraines deflected some mainland drainage toward the southwest.     

海湾水交换对取排水工程的响应

建立三门湾附近海域的水动力和水质模型,研究核电站取排水工程对海湾水交换的影响。计算得到取排水工程建立后三门湾海域40 d的海水交换率由51.60%变为51.06%,降低了0.54%。将三门湾海域分区分析,结果发现靠近排水工程的汊道水交换率降低最多,降低了5.36%,其余区域水交换率也都有所降低,但是降低幅度不大。结果表明:取排水工程的建立使得湾内水流状况发生变化,不同区域的水交换率变化相差较大;排水工程切断了附近汊道水流与外海的交换,导致排水口附近海域水交换率降低最多。     

Surface tidal currents in the open sea area to the east of the Zhoushan Islands measured with high frequency surface wave radar

Based on the quasi-harmonic analysis of 11 d vector ocean currents obtained from two high frequency sur- face wave radars located at Zhujiajian Island and Shengshan Island, the spatial distribution characteristics of surface tidal currents in the open sea area to the east of the Zhoushan Islands of Zhejiang Province, China are studied. The following conclusions are drawn from the analysis： the tidal current pattern in the open sea area to the east of Zhoushan Islands is primarily regular semidiurnal, which is significantly affected by the shallow water constituents. The directions of the major axes of tidal current ellipses of M2 lie approx- imately in the NW-SE direction. With the increasing of distance away from the coast, the directions of the tidal current ellipses gradually shift toward the E-W direction. The tidal currents are mainly reversing cur- rents. The spatial distribution of probable maximum current velocities decreases gradually from northeast to southwest which is basically in accordance with the spatial distribution of measured maximum current velocities. The residual currents near the coast are larger than those far away from the coast. The directions of the residual currents are basically north by east, and the angle to the due north increases gradually with the increasing distance away from the coast. The topography shows a certain impact on the spatial distri- bution of shallow water constituents, the rotation of tidal currents, the probable maximum currents and the residual currents.     

未来海平面上升对江苏沿海水利工程的影响

研究探讨表明,未来海平面上升将导致江苏沿海水利工程本身风险性的显著增大,表现为工程遭受破坏程度的增强和受到破坏次数的指数性增多。海面上升还严重影响苏北沿海水利工程效用的发挥,表现为海堤防护标准的降低,抗御风暴潮的能力减少,以及沿海挡潮闸排水能力的降低,加剧这一地区的洪涝灾害。最后,为减轻未来海平面上升对苏北沿海水利工程造成的不利影响,提出了一些看法和建议。     

海南岛近海海域7个沉积岩芯的现代沉积速率及其分布特征

利用多道α能谱仪,对2005年8～9月在海南岛近海采集的7个沉积岩芯进行了210Pb的沉积速率测定,探讨了海南岛近海陆架上现代沉积速率的区域性分布特征,结果表明:位于港湾内的B1168站位由于沉积物供应充足,有最高的沉积速率,达2.9 cm/a;位于河口海湾附近且受沿岸流影响的B289站位,有很高的沉积速率,可达1.6 cm/a,沉积环境较稳定;位于西南海底沙脊区北缘且靠近昌化江河口的B97、B135、B10站位也有较高沉积速率,分别达到1.0、0.89和0.47 cm/a,在表层都出现了210Pb放射性活度倒置的现象,表明所处区域有较强混合作用;处于西南外陆架的C4站位受北部湾环流影响,沉积速率为0.6 cm/a;位于东部外陆架的B377站位处于上升流区,沉积速率较低,为0.21 cm/a.可见,海南岛近海陆架上的现代沉积速率存在着明显的区域分布:在物质来源丰富的沿岸流作用区和河口区附近,现代沉积速率很高;在陆架环流沉积作用区,现代沉积速率也较高;在水深较大的外陆架上,由于沉积物供应相对匮乏,沉积速率一般较低;在近岸潮流沙脊区,由于水动力很强,无法形成现代细粒沉积.同时,在陆架上,沉积速率有随着水深的增加而降低的趋势.由此可见,海南岛近海海域的沉积速率与该区的物质供应、水动力条件和海底地形等因素有密切关系.     

环抱式港区水体交换能力数值研究——以闸坡渔港为例

环抱式港池的水体交换能力强弱对港池的水质有重要影响,水体交换通道是改善港池水质的有效措施。本研究以闸坡渔港防波堤改造工程为例,采用不规则三角网格和有限体积方法,在潮流数模研究成果的基础上,建立平面二维对流-扩散数学模型,开展闸坡渔港扩建前后水体交换能力数值模拟研究,评估工程前后港内水体半交换周期和水体交换率。研究结果表明,闸坡渔港的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129 h,工程后闸坡渔港水体半交换时间为104 h。工程后洲仔峡防波堤被改为涵洞式桥梁,使渔港与外海形成了水体交换通道,增加了港池内外水体相互作用和水体交换量,相应的水体交换能力增强。而港池外的两个水产养殖区域由于与外海相连,水体交换能力较强,工程前后该区域水体交换能力变化不大。     

RCP4.5情景下预测21世纪南海海平面变化

结合卫星高度计资料和SODA温盐数据,本文利用CCSM(Community Climate System Model version4)气候系统模式在代表性浓度路径RCP4.5情景下对全球海平面变化趋势的预测模拟结果作为强迫场,用POP模式模拟预测21世纪南海海平面长期趋势变化及空间分布。模拟结果显示,在RCP4.5情景下,南海海域在21世纪末10年平均海平面相对于20世纪末10年上升了15~39cm,明显上升海域位于中南半岛东部的南海中部、南部海域和吕宋海峡东西两侧海域,上升值最大可达39cm。如果加上格陵兰和南极等陆地冰川融化的影响,21世纪南海总海平面上升值将可能达到35~75cm。南海比容海平面明显上升区域位于吕宋岛东面的深水海域,广东沿岸流和吕宋冷涡之间海域,以及中南半岛东南部海域。总比容海平面的变化主要来自热比容,盐比容贡献比较小。南海南部和西部比容海平面上升速率较低,如加里曼丹岛西北侧、泰国湾和海南岛西侧有下降趋势。     

Numerical study on tidal currents and seawater exchange in the Benoa Bay, Bali, Indonesia

A three-dimensional （3-D） finite volume coastal ocean model （FVCOM） was used for the study of water cir culation and seawater exchange in the Benoa Bay, Bali Island. The M2 tidal component was forced in open boundary and discharge from six rivers was included in the numerical calculation. The M2 tidal elevation produced by the FVCOM has a good agreement with the observation data. The M2 tidal current is also suc cessfully calculated under the ebb tide and flood tide conditions. The non-linear M2 tidal residual current was produced by the coastline geometry, especially surrounding the narrow strait between the Serangan Is- land and the Benoa Peninsula. The tidal residual current also generated two small eddies within the bay and one small eddy in the bay mouth. The salinity distribution influenced by river discharge could be success- fully calculated, where the numerical calculation and the observation results have a good correlation （r2） of 0.75. Finally in order to examine the seawater exchange in the Benoa Bay, the Lagrangian particle tracking method and calculation of residence time are applied. The mechanism of particle transport to the flushing of seawater is depicted clearly by both methods.     

大亚湾北部沿岸污水排海位置优化选择的研究

阐述了大亚湾北部沿岸污水排海位置优选的方法。根据研究海区的水深条件、海岸地形特点、欧拉余流流场、海流流速、渔业水产、旅游等资源的分布特征和水质条件等，定性地确定６个预选排污海区。然后利用Ｒｏｂｅｒｔｓ的近区初始稀释模型和二维水质模型，以南海石油化工项目的污水排海为例，定量地计算被确定的六个预选排污海区的稀释扩散输移能力。通过比较，认为大亚湾北部沿岸的污水不适宜就近排入靠岸海域。当污水量不大时，排污位置选在距马鞭洲岛南端以东约４ｋｍ处（即Ｃ海区），可达到环境、经济、社会三大效益协调统一的效果。但当污水量较大，排海污染物量大时，排污海域的位置应选择在赤洲岛与黄毛山岛之间，即Ｅ海区．或在Ｃ海区与Ｅ海区之间。