海湾健康的概念和评估:数值模型在乐清湾健康评估中的作用

本文引入数值化海湾健康理论,提出三维数值化海湾健康评估方法以评估和预测海湾健康动态。选用五个指标组用以构建数值化海湾健康指标体系,包括地理指标组、水动力和泥沙动态指标组、生态指标组、水质指标组和社会经济指标组,用以评估自然过程和社会经济对海湾健康的影响。每一指标组中包括不同数量的二级指标。根据二级指标的不同重要性,运用层次分析法对其赋予不同的权重。指标的数据来源于三维数值模型和观测数据。三维数值模型能够为海湾健康评估提供更加全面、完整和详细的数据,并且可以提供预测数据。以乐清湾为例,数值化海湾健康评估方法成功应用于其健康评估过程。基于评估结果,乐清湾口门处表层水体的地理环境是健康的,水动力过程和泥沙动态过程属于亚健康状态,水质和生态环境处于不健康状态。总体而言,乐清湾的海湾健康评估结果为亚健康状态。     

半封闭海湾共振周期计算与研究

三门湾海域水波共振现象较为显著,容易引发海洋灾害。针对三门湾这一典型半封闭海湾,分别从理论推导和数值模拟两方面研究了三门湾的共振周期。研究发现:理论推导结果可以用于对海湾整体共振周期的粗略估计,数值模拟结果更加精确,也能充分反映海湾内不同水域的共振特征。数值模拟结果表明,三门湾内各水域普遍存在3~4个共振周期模态,湾内各水道第一模态和第三模态共振周期数值解与理论值较为接近,石浦水道与外海相联通,共振周期不显著。三门湾内各水域共振周期第一模态对应的振幅最大,然后依次递减,但湾顶的青山港、蛇蟠水道第二模态共振周期及对应的振幅值与第一模态相差较小,基本呈现双峰结构。共振振幅由湾外向三门湾顶部逐渐增加,尤其是湾顶处振幅增益比较显著。通过本研究可以为三门湾的防灾减灾提供科学依据。     

深圳湾海域环境容量及污染总量控制研究——I.潮汐、潮流数值模拟

基于美国普林斯顿大学的POM(Princeton Ocean Model)模型,将干湿网格技术引入到模型中,利用模型的外模式(二维)对深圳湾海域的潮汐、潮流和余流进行了数值模拟研究。模拟结果与实测值吻合较好。计算结果表明:深圳湾海域属不正规半日潮,水平潮流具有明显的往复流性质,主要呈西南—东北走向;落潮流速略大于涨潮流速;受地形及陆地河流径流的影响,湾中到湾口及航道附近流速较大,湾顶和靠近香港的滩涂部分流速较小;深圳湾余流场较弱,余流流向指向湾外;整个深圳湾水交换较弱,海域自净能力较差。     

三门湾三门海域海洋环境污染原因分析及防治对策探讨

三门湾地处浙江省东部沿海,是浙江省有名的海湾和水产养殖基地。三门县位于三门湾东南部,渔业资源丰富,养殖产业发达,是浙江省渔业大县。但是,近年来,三门县的渔业产业发展却深受于海洋环境污染的限制。本文从陆源污染、海源污染、涉海工程环境污染三个方面指出沿海工业"三废"、城镇生活污水、养殖废水和围海造田等是造成三门湾三门海域环境污染的主要原因,同时提出了加快环保基础设施建设、开展综合专项整治和加强生态修复等一系列防治三门县海洋环境污染问题的对策,以期能为三门县当局对改善三门海域海洋环境,修复三门县近海生态环境提供参考。     

半封闭海湾的水交换数值模拟研究

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立半封闭海湾-湛江湾附近海域的三维潮汐潮流数值模型,通过验证,结果与观测数据符合良好,并在此模型基础上对湛江湾的水交换状况进行了数值模拟,将湛江湾划分成3个区域,针对各区域进行了水交换能力研究,研究结果表明:由于湛江湾内不同区域的地形和地理位置变化较大,使得湛江湾内不同区域交换能力相差较大,其中,靠近湛江湾出口处交换能力最强,特呈岛以北海域交换能力最弱,交换时间与物质的初始浓度无关,与投放时刻和外源强迫密切相关,在治理湛江湾环境时,应分区进行,注意选择污染物排放时间和位置。     

厦门同安湾、西海域渔业管理目标的比较

应用Schaefer和Fox剩余产量模型及其由此衍生的生物经济模型和Gulland最适产量Y0.1模型,分别估算了厦门同安湾和西海域的最大持续产量、最大持续捕捞力量、最适产量、最适捕捞力量、最大经济产量、最大经济捕捞力量、最大经济效益,并对各模型计算的诸项经济指标进行比较,建立了3种模式渔业管理.根据厦门同安湾、西海域渔业实际情况和渔业发展趋势,提出了3种管理目标的实施步骤,并结合厦门市建设海湾型城市规划从经济学角度利用行政手段对西部海域、同安湾海域的管理进行初步探讨.     

粤东靖海湾海岸地貌动力演变及其工程影响

受人为工程的影响,相对稳定的岬湾海岸地貌常经历显著的动态调整。本文以粤东靖海湾典型岬湾海岸为例,运用Mc Laren模型、波浪动力场数值模拟、等深线对比、冲淤计算等多种方法,从海岸地貌动力学角度,对人为岬角工程前后岬湾海岸地貌动力过程和冲淤演变进行综合分析。结果表明:1)海岸地貌动力系统内常存在负反馈机制以维持系统的稳定。岬角工程后上岬角防波堤沿SSW延伸,ESE和E向浪经过防波堤时发生绕射,波能削减,湾顶动力减弱,海滩沉积物从下岬角向湾顶反向运移;2)海滩的蚀积状态在工程前后发生了转换,工程前遮蔽段侵蚀、开敞段堆积;工程后遮蔽段堆积、开敞段侵蚀;3)海湾水下地形对岬角工程的响应敏感,工程后海湾水下地形冲淤剧烈。     

厦门浔江海域污染扩散数值模拟

本文采用ＡＤＩ活动边界潮流数值模拟模拟了厦门浔江海域的潮流，计算的结果与实测数据比较吻合。文中用欧拉污染扩散数值模型计算了从同安、集美、五通口排出的污染物（ＣＯＤ）对浔江海域的影响，同时采用拉格朗日污染扩散数值模型研究在湾口、集美和在北部的湾顶污染物瞬时排放后的运移情况。     

福建平海湾外湾表层沉积物粒度特征及冲淤变化

通过对平海湾外湾106个表层沉积物样品的粒度分析,阐述了平海湾外湾表层沉积物的物质组成和粒度参数分布特征.利用沉积物粒径趋势模型初步探讨了平海湾外湾的沉积物输运趋势,结合新老海图对比,分析了该海域的冲淤变化特征,并结合平海湾发展规划选取代表站位来分析计算潮流和波浪对海底沉积物的冲刷.结果表明,研究海域表层沉积物可分为5种类型,主要为粘土质粉砂,随着水深的增加,沉积物呈逐渐变细的趋势.沉积物的平均粒径(Mz)、分选系数(σi)、偏态(S_(ki))及峰态(K_g)的分布与研究区海域沉积环境和水动力条件等相对应.粒径趋势分析显示研究区表层沉积物的输运趋势主要为NW向和SE向.对比不同年代海图及观测资料表明,研究海域呈弱淤积状态;经过分析计算,研究区海底沉积物不是受到潮流而是波浪的冲刷.     

广西钦州湾海域生态健康评价与分析

根据2009-2011年对广西钦州湾海域的综合调查结果,采用《近岸海洋生态健康评价指南》中的河口及海湾生态系统健康评价方法对该海域的生态系统健康状况进行评价与分析。结果显示,水环境健康指数、沉积环境健康指数、生物残毒健康指数、栖息地健康指数、生物健康指数分别为14.61,9.93,9.00,7.50,13.38,海域生态系统健康指数为54.42。表明,钦州湾近岸海域水环境和沉积环境都处于健康状态,未受生物残毒污染,而栖息地和生物指标分别处于不健康状态。综合5类评价因子的评价结果,判定该海域生态环境处于亚健康状态。     

集约用海对莱州湾水动力环境影响的数值模拟研究

在考虑水体斜压的基础上利用MIKE3三维数值模型的HD和Ecolab模块,对莱州湾的水动力环境进行了数值模拟,并将验证良好的该模型用于分析预测集约用海工程的实施对莱州湾水动力环境造成的影响。研究结果表明:工程并不会大范围改变莱州湾海域的水动力特征,影响主要集中在工程区附近,距工程新岸线约20 km处,流速变化率在15%左右甚至更小;工程造成海湾纳潮量在大小潮期分别减小0.29%和1.07%,海湾与外海水交换能力被削弱,可能会导致湾内水体污染加剧;工程实施后海湾PO_4-P平均浓度升高,DIN平均浓度降低,N/P比下降,海域磷限制作用被削弱。     

东山湾波浪对悬沙浓度场影响的数值模拟研究

研究了波致底切应力和二维辐射应力对悬沙的作用.首先对东山湾的水动力进行了数值模拟并与实测资料进行了对比检验,然后对东山湾悬浮泥沙进行了考虑波浪和不考虑波浪两种情况下的数值模拟并与实测资料进行了相关对比分析.在模式建立过程中,依据东山湾独特的窄口型半封闭河口海湾的特点,基于ECOMSED模式（2002）建立了东山湾三维水动力模型,并通过第三代海浪模式MASNUM加入了波浪对底切应力及辐射应力的影响,通过ECOMSED中的底边界层模型考虑了波浪增强底摩擦的作用,综合分析了东山湾的水动力及泥沙状况.结果表明在东山湾数值模拟中,该模式能较好地模拟这类海域的水动力及泥沙输运状况.在东山湾模拟计算中,潮流的作用强于波浪的作用,但考虑波浪因素后,泥沙模拟结果更好.在波浪的作用中,底切应力相比于二维辐射应力占有绝对的优势,两者相差2个量级以上,因此可以不考虑二维辐射应力的影响.     

兴化湾及周边海域潮流动力特征与数值模拟研究

基于2011年兴化湾及周边海域的流速、流向的观测资料,应用短期资料的潮流准调和分析方法,对海流周日连续观测数据进行分析,探讨海域潮流特征。最后,针对兴化湾岸线复杂、岛屿众多的特点,基于FVCOM数值模式,采用非结构三角形网格,建立兴化湾及周边海域潮流动力数值模型,经实测站潮汐、潮流数据对模拟结果验证,模型能够较好的刻画各测站潮汐、潮流过程特点,反映研究海域流场特征规律,可为该海域海洋环境保护和海洋开发利用提供科学论证依据。     

Research on tidal current characteristics and numerical simulation of the Xinghua bay and the surrounding waters

基于2011年兴化湾及周边海域的流速、流向的观测资料,应用短期资料的潮流准调和分析方法,对海流周日连续观测数据进行分析,探讨海域潮流特征.最后,针对兴化湾岸线复杂、岛屿众多的特点,基于FVCOM数值模式,采用非结构三角形网格,建立兴化湾及周边海域潮流动力数值模型,经实测站潮汐、潮流数据对模拟结果验证,模型能够较好的刻画各测站潮汐、潮流过程特点,反映研究海域流场特征规律,可为该海域海洋环境保护和海洋开发利用提供科学论证依据.     

岸线变迁对大连湾内湾海域纳潮量的影响

根据海图资料统计了1979年、1988年、1998年和2009年大连湾及3个内湾岸线和海域面积变化情况,并运用MIKE21软件建立这4年的潮流场模型。然后,基于潮流场数值模拟的数据计算了1979年和2009年大连湾及3个内湾动态纳潮量,并与用潮差和面积计算的静态纳潮量比较,明确对于水位与潮滩面积关系复杂、海域面积较小的海湾应选用动态纳潮量方法。最后,计算了1988年和1998年3个内湾的动态纳潮量,发现近30年间的围填海工程使得大连湾纳潮量减少15%,3个内湾纳潮量均减少50%。     

深圳湾海域环境容量及污染总量控制研究——Ⅰ.潮汐、潮流数值模拟

基于美国普林斯顿大学的POM(Princeton Ocean Model)模型,将干湿网格技术引入到模型中,利用模型的外模式(二维)对深圳湾海域的潮汐、潮流和余流进行了数值模拟研究。模拟结果与实测值吻合较好。计算结果表明:深圳湾海域属不正规半日潮,水平潮流具有明显的往复流性质,主要呈西南—东北走向;落潮流速略大于涨潮流速;受地形及陆地河流径流的影响,湾中到湾口及航道附近流速较大,湾顶和靠近香港的滩涂部分流速较小;深圳湾余流场较弱,余流流向指向湾外;整个深圳湾水交换较弱,海域自净能力较差。     

围填海工程对福建东山湾潮汐潮流动力特征的累积影响研究

近年来,福建东山湾内由于围海造陆等区域人类活动,使得湾内潮动力特征发生较为显著的变化。本文基于FVCOM (Finite Volume Community Ocean Model)海洋数值模式,构建了东山湾海域潮动力数学模型,并基于该模型分析了围海工程对海域潮动力的影响特征。研究结果表明：东山湾围海工程对整个海湾的急流时刻的影响主要集中在工程附近约5 km范围内,围海工程上下游附近区域流速显著降低,最大降低值约0.4 m/s,工程靠近海湾一侧区域流速增强,最大增加值约0.35 m/s。其次,东山湾围海工程造成湾内M2分潮振幅整体呈下降趋势,古雷围填海南侧附近下降最大为0.12 m。海域内潮汐不对称γ值显示,海湾内涨潮优势强于落潮,γ值从湾口向湾顶增大明显,湾口的γ值接近于0,湾顶附近海域可达0.54,表现出从湾口向湾顶潮汐的涨潮优势逐渐加强的特征。围海造陆工程造成附近北部区域涨潮优势增强,南部区域落潮优势增强。     

胶州湾水母类生态的初步研究 Ⅰ.群落结构及其年季变化

近年来,有许多研究表明,水母类在某些近岸海域或半封闭型海湾,如美国的Narragansett湾和Cheseapeake湾,加拿大的新斯科舍省沿岸和Kulleet湾,德国的Kiel湾等,是影响浮游动物种群数量和鱼类补充量的重要因子(Denson,1982;Matsakis et al.,1991;Purcell et al.,1990,1994;Schneider et al.,1998)。由于以上海域食物丰富,海流对水母类的驱散作用较小,而且为水螅体提供了底栖生活的附着条件,因此,在这些海域水母类较丰富;而对于浮游动物和鱼卵及仔稚鱼来说,水体较浅,没有足够的空间隐藏或躲避捕食者的搜索,在这些海区水母类数量与浮游动物和仔、稚鱼数量往往呈明显的负相关关系。胶州湾是南黄海沿岸的一个典型的半封闭型海湾,而且是多种经济鱼、虾、蟹类的繁殖、育幼及索饵场所,因此很有必要对湾内水母类群落结构的生态特点有所了解,以促进对整个胶州湾生态系统动力学过程的全面认识。黄世玫(1983)和肖贻昌等(1992)曾报道过湾内水母类的种类组成,但调查时间都较短,而且只有种类记录,没有进行深入系统的研究。作者根据胶州湾1980年至1998年的历次调查资料,对湾内水母类群落的组成和结构作了较为详细的研究,而且分析了80年代以来湾内水母类群落结构的季节和年际变化。     

西涌湾及邻近海域物理自净能力研究

利用不规则三角形网格和分步杂交方法建立了西涌湾及邻近海域的二维变边界潮流数值模型，并在此基础上建立了相应海域的拉格朗日余流模型，对拟建排污口标识质点的运移轨迹进行跟踪，通过计算公式，给出了西涌湾及邻近海域的水交换活跃区和滞缓区，并为拟设排污口进行了优化选择。     

普兰店湾内湾水交换数值模拟研究

采用不规则三角网格系统和有限体积法,建立半封闭海湾-普兰店湾海域的潮流数值模型,潮位、潮流数值模拟结果与实测值符合良好,在此基础上结合普兰店内湾海域状况变迁的实际情况,将普兰店湾内湾划分为3个区域,对普兰店内湾2012年和2014年的水交换状况进行了数值模拟研究,并对各区域水交换能力进行了对比分析。数值结果显示,普兰店湾内湾在2012年和2014年区域地形相对变化的情况下,水域水体交换能力基本接近,仅在内湾纵深末端水域,2012年的水体交换能力略强于2014年。