黄河农场地区地下水入海通量的数值分析

在系统地调查和分析了黄河三角洲地区自然地理、地质和水文地质条件的基础上，进行了不同的水文地质试验和地下水长期观测，并尝试建立黄河三角洲典型地段－黄河农场地区的水文地质数学模型，定量分析该地区地下水入海量的变化规律及不同因素的影响程度。研究结果表明，当地的气象因素和黄河、小岛河及海洋的水位都不同程度地影响地下水的入海量，而且黄河的水位变化和气象因素是影响黄河三角洲地区地下水入海量的主要因素。另外，黄河三角洲地区地下水的入海量比地表径流入海量小得多。     

白沙河流域地下水及营养盐向海湾输送

根据白沙河流域自然地理和水文地质特征 ,在大量室内外试验的基础上分别运用水量均衡法、断面法和咸淡水界面法 ,估算了白沙河流域地下水向海湾的输送水量及营养盐输送量。 3种方法估算的结果表明 ,白沙河流域地下水向海湾输送量较大且受降雨影响显著 ,丰水年 (1998年 )地下水入海量高达 2 .2× 10 6m3 ,是枯水年 (1992年 )入海量的 2倍。另外 ,农田灌溉及大气降雨淋滤土壤中所施肥料使该区地下水中营养盐浓度 (尤其是硝酸盐氮浓度 )严重超过了饮用水水质标准 ,每年有 (4～ 11)× 10 6mol硝酸盐氮随地下水入海 ,相比之下 ,可溶性二氧化硅含量稳定 ,氨氮、亚硝酸盐氮、总磷含量较低 ,排海量较少。     

黄河干流营养盐分布与变化趋势

河流是海洋获取陆源物质的主要途径,河流营养盐含量和结构的变化会对海洋生态环境产生重要影响。为了解黄河干流营养盐的基本情况及影响因素,于2012年7月(汛期)对黄河流域水体和土壤进行了综合调查,并结合历史资料分析了悬浮颗粒物和营养盐等的变化特征及对黄河物质输送的影响。结果表明:各参数受地势和人类活动的影响明显,表现出不同的分布特征。营养盐和悬浮颗粒物在上游浓度较低,在中游相对稳定,下游浓度有一定程度升高;相比于贵德而言,黄河利津段悬浮颗粒物、溶解硅和硝酸盐分别增加了近66%、60%和800%。磷限制是黄河营养盐限制的主要特征,且氮磷比呈升高趋势;与资料对比发现,黄河氮增加约1倍,硅下降60%后相对稳定,而磷略有下降。从目前分析看,支流与干流的氮营养盐构成有显著差异。在沿岸表层土壤营养盐含量较高的区域,河段内营养盐含量也较高。流域人类活动是黄河氮营养盐含量增加的重要因素;流域降水减少、水土保持等导致的物理侵蚀作用减弱是黄河硅和磷减少的重要因素;自1986年后,流域泥沙减少导致河流溶解硅降低了约34%,这值得进一步关注。     

黄河口生态监控区主要生态问题及对策探析

从黄河口及邻近海域的海洋生态环境状况出发,国家海洋局于2004年建立了黄河口生态监控区,旨在掌握该区域内生态环境的变化趋势,以期实施有效管理.本研究基于2004年的黄河口生态调查数据,从海岸线演变、黄河水入海量、营养盐状况、海洋捕捞、海水养殖和海洋生物等方面简述了黄河口生态监控区的生态状况,指出了其存在的主要生态问题并提出对策建议,以期为黄河口生态资源的管理及保护提供参考.     

黄河三角洲浅层地下水化学特征与演化

2009年4月~2010年3月连续2年对黄河三角洲19口地下水监测井进行观测并对地下水离子化学成分分析,探讨了该区域浅层地下水化学成分、水化学类型及演化规律,为揭示区域地下水环境特征和演化具有现实意义。结果表明,黄河三角洲地区地下水p H值变化较小,地下水埋深较浅且年内变化幅度为1.0~3.0 m,但矿化度和各离子差异明显,地下水以Na+、Cl–占绝对优势;矿化度较低的测井的离子浓度变幅较小,反之,矿化度高的测井离子浓度变幅较大;地下水化学类型分为氯化物型、重碳酸盐氯化物型、重碳酸盐氯化物硫酸盐型和硫酸盐重碳酸盐型四大类型,主要包括Na+-Cl–、Na+-Cl–.3HCO?、Na+-Cl–.3HCO?、Na+-Cl–.3HCO?.24SO?、Na+-3HCO?.Cl–.24SO?和Na+-24SO?.3HCO?六种子类型,氯化物型主要分布于广饶县咸水入侵区和滨海区域,重碳酸盐氯化物型主要分布于黄河三角洲保护区内,重碳酸盐氯化物硫酸盐型分布在广饶县咸水入侵区,硫酸盐重碳酸盐型主要分布在靠近黄河流路附近;根据黄河三角洲流路变迁和Gibbs模型,黄河三角洲地区水样化学组成均落在Gibbs提出的Boomerang Envelope模型右上翼,表明研究区水样化学组成主要受蒸发和沉淀作用,海水控制起次要作用,土地利用变化、灌溉、施肥等人为活动的影响亦不能忽视。     

渤海沿岸地区经济发展与入海排污量关系研究

为探究我国渤海沿岸地区经济发展与海洋环境污染的相关性,以渤海沿岸13个城市为调查区域,以1990至2014年的经济指标和入海排污量统计数据为基础,利用环境库兹涅茨曲线模型分析了经济增长与工业废水入海量、城镇污水入海量以及废水入海总量的关系。研究结果表明:统计年度中渤海沿岸地区人均GDP与工业废水入海量之间的关系尚不明确,但与城镇污水入海量和废水入海总量均为正U型关系,说明该地区经济增长对海洋环境污染具有直接推动作用。为判断未来的发展趋势,本文对2015—2020年的增长状况进行了预测,在与历史数据集成后进行分析,发现人均GDP与工业废水入海量转变为倒N型曲线关系,与城镇污水入海量和废水入海总量之间转变为倒U型关系,其转折点发生在2017年前后,说明近年来渤海沿岸地区经济增长与入海排污量的关系已开始发生逆转,如得以继续坚持,可望步入良性互动阶段。     

短基线集InSAR技术用于黄河三角洲地面沉降监测与人为因素影响北大核心CSCD

利用2007—2010年间存档的30景Envisat ASAR数据,运用SBAS技术对黄河三角洲地区地面沉降进行全面具体监测,获取黄河三角洲地区地表形变特征场,分析了典型沉降区形变时间序列特征,结合相关资料对三角洲地区地面沉降影响因素进行了分析。研究表明,人类活动(地下水抽取、油气开采与工程建筑等)是造成地面沉降的主要因素,油田区地表形变范围与断层存在一定相关性。     

长江口叶绿素分布特征和营养盐来源数值模拟研究

利用POM(Princeton Ocean Model)模型在长江口及其邻近海域建立了三维斜压动力学模式,该模式开边界处考虑了潮汐、潮流、台湾暖流、沿岸流和长江径流。模式成功地模拟了长江口及其邻近海域的潮汐特征和环流特征。此外2004年11月的实测数据分析结果表明在观测区域的水下河谷西侧位置的强表面羽状锋内,存在着高叶绿素a浓度分布。为了分析长江口外存在的高叶绿素浓度分布和长江口的营养盐输入的相关关系,进行了两次数值试验:(1)给定长江口的径流量和径流输入的营养盐,把长江口的输入作为营养盐输入的惟一源;(2)在开边界处,根据实测资料给定营养盐的输入,同时考虑径流营养盐输入。在(1)、(2)两种情况下,把硝酸盐作为保守物质,进行了平流扩散数值试验。模式的模拟结果和实测资料的对比分析表明:沿岸流、台湾暖流的营养盐输入和上升流从底部输入的营养盐是此高叶绿素浓度区营养盐的重要来源。     

长江口北翼海滨地区海水入侵的地球化学特征初步研究

利用2009年2月和8月两次在长江口北部滨海地区地下水调查取得水化学数据,综合运用数理统计法、Piper三线图法,分析长江口北翼滨海平原海水入侵区浅层地下水的地球化学特征,识别不同季节浅层地下水水化学类型的特征.研究结果表明:(1)研究区地下水主要靠大气降水及地表水体渗透补给,季节变化对区域内地下水水化学空间变异性影响...     

短基线集InSAR技术用于黄河三角洲地面沉降监测与人为因素影响

利用2007—2010年间存档的30景Envisat ASAR数据,运用SBAS技术对黄河三角洲地区地面沉降进行全面具体监测,获取黄河三角洲地区地表形变特征场,分析了典型沉降区形变时间序列特征,结合相关资料对三角洲地区地面沉降影响因素进行了分析。研究表明,人类活动(地下水抽取、油气开采与工程建筑等)是造成地面沉降的主要因素,油田区地表形变范围与断层存在一定相关性。     

黄河水下三角洲前沿深度基准面及潮位变化分析研究

黄河三角洲前沿的陆地由于受地面沉降的影响,使地面高程不断发生变化.在水深测量中,深度基准面是根据陆地水准点高程确定的,陆地水准点高程的变化影响深度基准面的确定,从而影响水深测量的准确性.又由于黄河海港附近有一无潮点,其附近的潮汐性质变化大,在黄河三角洲前沿大范围水深测量中,根据测区潮位变化设立足够的验潮站及统一各个验潮站的水尺零点到同一个深度基准面上,是保证水深测量结果可靠的关键.通过黄河三角洲前沿陆地高程的变化和验潮获得的资料,介绍了黄河三角洲前沿深度基准面的变化和潮位变化情况.     

黄河三角洲浅层地下水位年内变化特征及影响因素

基于黄河三角洲地区3个站位的1小时一次的浅层地下水位连续观测记录,将浅层地下水位与同时期ERA5高分辨率再分析实际蒸发量数据结合,并联合潮位、降水量和径流量等数据,通过快速傅里叶变换、时序分析等方法,分析并阐明了黄河三角洲地区浅层地下水位变化的特征及机制。结果表明：（1）不同的沉积环境导致了浅层地下水位整体变化的差异。表层沉积物渗透性相对较强区域,浅层地下水位波动剧烈;而表层沉积物透水性较差地区,浅层地下水位在6月中上旬存在低谷,但总体相对稳定;（2）潮汐对黄河三角洲浅层地下水位在水平方向的影响范围至少可达7km,但不超过15km。在其影响区域内,浅层地下水位波动滞后于潮汐的时间存在年内变化,分为两个时间上持续各6个月的区间,二者数值相差约12h;（3）降水量与实际蒸发量是黄河三角洲浅层地下水位升降最主要的影响因素。此外,农业活动也对浅层地下水位的变化有一定影响。对黄河三角洲浅层地下水位变化规律研究,能够为本地区土地盐碱化、海水入侵灾害防治与生态保护提供科学依据。     

渤黄东海40年温盐流模拟与初步分析

使用ROMS(regional oceanic modeling system)模式模拟了40年的渤黄东海温盐流,数据包括三维的温度、盐度、流速、流向和海表高度,同时包含了逐小时的潮汐信息。将模拟结果与观测资料和卫星反演数据进行对比,检验了模式准确性。整体上,模式模拟的水位与近岸观测值基本一致,能够准确再现风产生的增水;模式较为准确的再现了渤黄东海的温度分布,在深水区模拟的温盐剖面与观测值基本一致;模式模拟渤黄东海区域的海表高度和海表流与卫星反演结果相比偏小,但分布趋势相近。模式结果可以为研究气候变化对水位的影响和黄海暖舌的扩散过程等现象提供数据支持。     

Radium-traced nutrient outwelling from the Subei Shoal to the Yellow Sea: Fluxes and environmental implication

The Subei Shoal is the largest sandy ridge in the southern Yellow Sea and is important source for nutrient loading to the sea. Here, the nutrient fluxes in the Subei Shoal associated with eddy diffusion and submarine groundwater discharge（SGD） were assessed to understand their impacts on the nutrient budget in the Yellow Sea. Based on the analysis of 223 Ra and 224 Ra in the field observation, the offshore eddy diffusivity mixing coefficient and SGD were estimated to be 2.3×10⁸ cm     

黄河入海径流对河口海域盐度影响研究

为研究黄河入海径流变化条件下河口附近海域盐度扩散特征,以更好地保护河口海域生物资源多样性,本文以黄河下游利津水文站的长序列实测径流数据资料为基础,利用近海水动力模型FVCOM,分析径流变化对黄河口海域盐度的影响规律。结果表明：黄河口与莱州湾之间存在顺时针的环流系统,在余流作用以及涨落潮方向的影响下,黄河冲淡水长期向莱州湾扩散;丰水期黄河冲淡水几乎影响了整个莱州湾,27盐度锋可以到达莱州湾中部,27等盐线的表层包络面积为2 665.61 km²,占莱州湾的1/4左右,枯水期低盐度水只有向南扩散的趋势,27以下的低盐度水集中分布在黄河口门附近,27等盐线的表层包络面积只有199.65 km²;5月份,随着入海径流量增加,27等盐线扩散的范围、距离、方向都会发生明显变化。在对近海生物资源有迫切保护需求的情景下,适当减少其他用水户供水量以增加入海生态径流量,可以有效改善黄河口海域附近的盐度情况,为生物资源的生长繁殖创造良好条件。     

COARE算法估算海气界面热通量的个例对比分析

本文先对NCEP分析风、QSCAT/NCEP混合风、MM5中尺度模式分析风场进行了比对分析,发现具有高分辨率的QSCAT/NCEP混合风资料给出的高风速数值较好,但给出的高风速开始时间相对较早;NCEP分析风资料给出的高风速数值明显偏小;MM5分析风场较为可信,只不过模拟的高风速数值还是相对偏小.使用COARE算法（版本3.0）计算了四种资料情况下的渤、黄海海域一次冷空气大风过程的海表面湍流热通量,并与MM5诊断分析结果进行了对比分析.结果发现相同资料情况下,MM5结果跟COARE算法所算海气热通量（包括感热和潜热）在区域分布和时间变化规律上均较为一致,中、低风速情况下,结果比较接近;但是高风速情况下两者差异显著.     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(Ⅰ)——模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。     

垂向一维悬浮物浓度模式

在只考虑悬浮物的垂向输运过程和海底处的沉降与再悬浮过程的前提下,建立了一个一维的垂向粒子追踪模式,并用该模式模拟了2000年黄河口海域的一组资料,得到了与实测较为符合的结果。同时,对该模式中涉及的参数值进行了调整,进而据此探讨了参数值的变化对垂向悬浮物输运的影响规律,故该模式可为三维悬浮物输运模式中参数值的选取提供依据。     

黄河下游泥沙输移特征对入海泥沙通量的影响

黄河下游河道是黄河流域系统中的一个重要的泥沙沉积汇，泥沙在这一沉积汇中的沉积对于入海泥沙通量有重要影响。作者引进河道排沙比来表示入海泥沙通量比率，并以黄河下游实测资料为基础，运用经验统计方法对人海泥沙通量比率与影响因子的关系进行了研究。入海泥沙通量比率与悬移质中大于0．05mm粗泥沙和小于0．025mm细泥沙的百分比有密切关系，粗泥沙部分所占比例越高，则入海泥沙通量比率越低，而细泥沙所占比例越高，则入海泥沙通量比率越高。洪水事件中最大含沙量和来沙系数越大，则入海泥沙通量比率越小。在黄河上、中游的4个水沙来源区中，两个清水区来水为河道提供了输沙动力，有助于减小淤积，有时甚至会发生冲刷，从而有利于输沙入海，增加入海泥沙通量比率。两个多沙区的来沙增大了下游河道的输沙负载，使泥沙容易淤积在河道中，从而降低入海泥沙通量比率。以年系列和洪水系列资料，建立了一系列表达上述影响的经验统计关系，运用这些关系可以解释和预测流域来水来沙及泥沙粒度因子的变化对入海泥沙通量比率变化的影响。研究发现，近30年来黄河入海泥沙通量比率呈减小趋势。由于黄河下游来水量不断减小，导致了河床的萎缩和输沙功能的衰退，使得输送入海的泥沙占下游来沙的比率减小。