杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究I.杭州湾、长江口三维联合模型

根据杭州湾、长江口流场和物质输运的特点,引进正交曲线网格版本ECOM模型,并对斜压梯度力和物质对流扩散的计算作了改进,建立了一个以杭州湾和长江口为整体的三维联合模型,用于潮流、余流和物质输运的计算和研究.     

杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅰ.杭州湾、长江口三维联合模型

根据杭州湾、长江口流场和物质输运的特点,引进正交曲线网格版本ＥＣＯＭ模型,并对斜压梯度力和物质对流扩散的计算作了改进,建立了一个以杭州湾和长江口为整体的三维联合模型,用于潮流、余流和物质输运的计算和研究．     

长江口杭州湾潮汐特性的研究

本文通过对长江口及杭州湾全日、半日分潮同潮时线和等潮差线的绘制,以及对非调和常数的计算,简要地阐明了潮波传布的一些特征和有关的潮汐性质。     

杭州湾,长江口余流及其物质输运作用的模拟研究：Ⅱ.冬季余流及其对物 …

首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题。然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和Ｍ２,Ｓ２,Ｋ１,Ｏ１四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用。在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和特技输运作用形成的机制。     

杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅱ冬季余流及其对物质的运输作用

首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题．然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和Ｍ２,Ｓ２,Ｋ１,Ｏ１四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用．在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和物质输运作用形成的机制。     

杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅱ．冬季余流及其对物质的输运作用

首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题．然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和M2,S2,K1,O1四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用．在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和物质输运作用形成的机制．     

灰色聚类法评价长江口、杭州湾海域表层海水中的重金属污染程度

通过2007年秋季航次我国近海海洋环境的综合调查,研究了长江口与杭州湾海域表层海水中重金属汞、砷、铜、铅、锌、镉、总铬的含量与分布,利用灰色聚类法对海水中的重金属元素进行评价。参照《国家海水水质标准GB3097-1997》,通过灰类白化权函数确定海水水质分级界限及各参评指标对不同等级的聚类权,构建了海水中重金属的灰色聚类法综合评价模型。该模型能够较客观、合理地评价海水中的重金属。评价结果表明,长江口与杭州湾海域表层海水中的重金属总体情况良好,但是汞、铅含量偏高,尤其是汞。长江口外以北、杭州湾北岸口外及舟山群岛邻近海域的海水水质相对较差,陆源排污为主要影响因子。     

长江口和杭州湾污染物稀释扩散及交汇数值模拟研究

河口水体中污染物稀释扩散是近海水环境研究的关键问题之一。针对长江口和杭州湾的污染物稀释扩散与交汇,利用有限体积法,建立了大范围二维潮流水质数学模型,结合拉格朗日法粒子追踪技术,模拟了不同径流下两河口的污染物(COD)稀释、扩散和交汇。结果表明,长江口石洞口排放的污染物口内经过10次往复运动,历时5天扩散至口门处,随后部分进入外海,另一部分经过6天扩散至杭州湾水域;杭州湾金山排放的污染物历时10天向上下游扩散约28 km,同时由北岸向南扩散约15 km。在各排污口同时排放COD浓度为100 mg/L的污水,交汇处COD达到相对稳定后,浓度增量约为1.2 mg/L,受长江口和杭州湾的影响之比约为5∶1。对不同径流量下COD稀释扩散进行模拟,得出径流量增大有助于污染物的稀释扩散。     

长江口、杭州湾及毗邻水域涉海污染事故应急辅助决策系统的研制

海洋公益性行业科研专项经费项目———“长江口、杭州湾及毗邻水域涉海污染事故应急辅助决策系统的研制”的立项要建立一个完全基于长江口、杭州湾及毗邻海域特点并运用最新科技研制的污染事故应急辅助决策系统。项目由国家海洋局第二海洋研究所管卫兵研究员主持,国家海洋局东     

长江口海域污染物入海扩散模拟研究

长江口地形复杂,水动力过程也极为复杂,模拟污染物的三维扩散也十分困难。本文基于三维海洋模型FVCOM和示踪剂扩散技术,模拟上海市石洞口、竹园、白龙港和新和4大排污口的污染物质在长江口的扩散分布,分析污染物在水体表层、中层、底层的扩散特性及其影响范围。研究表明长江口污染物的扩散在垂向上分布差异不大,在长江口内污染物由于受到长江径流影响较大,虽然水平分布存在往复运动的现象,但总体趋势是向长江口扩散的。当污染物流出长江口以后,受潮流的影响较大,逐渐向外海扩散,最终部分污染物会扩散进杭州湾,排污口的污染物质会对排污口沿岸、上海中华鲟自然保护区上海九段沙湿地国家级自然保护区造成生态影响,对上海市的饮用水源地不会造成影响。     

长江口和杭州湾海域生物生产力锋面及其生态学效应

通过分析海洋生态学资料并结合卫星遥感、渔场及赤潮等资料,发现长江口和杭州湾及其毗邻海域生物生产力的锋面,在离长江口门和杭州湾口约100 km的长江冲淡水中部海域出现蓝细菌丰度、浮游植物现存量和初级生产力以及浮游动物的最大值,该锋面的存在和位置被水色遥感所确认.光和营养盐在此呈现最佳的权衡.在该锋区悬浮体浓度小于5 mg/dm3,盐度为25～30.在该锋面的西侧高的悬浮体浓度造成了浮游植物的光限制,其东侧距长江口和杭州湾口较远,陆源营养盐被稀释,加之浮游植物的消耗,造成了营养盐的限制.夏季水体的层化,增强了水体的垂直稳定,使这种分布格局更加显著.由于细菌多附着在悬浮颗粒物的表面,细菌丰度的最大值出现在近口门区的最大浊度带,在向外海方向随着悬浮体的沉降细菌丰度迅速降低.在生物生产力锋面,浮游植物的旺发导致水体跃层之上高溶解氧浓度和低营养盐浓度,尤其是PO4被耗尽,同时浮游动物饵料的丰富,造成浮游动物旺发;由于蓝细菌的快速增殖,其流式细胞测定的细胞粒径变小.生物生产力锋面的出现产生了显著的生态学效应,一方面造成某些经济鱼类产卵和索饵场的形成,例如鲐鲹鱼、马鲛鱼等;另一方面造成赤潮多发区和底层水缺氧区.     

长江口、杭州湾及其邻近海区Lagrange环流的数值模拟研究Ⅰ——正压环流

将长江口、杭州湾及其邻近海域作为研究整体,建立该海区的三维Lagrange正压环流的分阶数值模式,综合考虑径流、东中国海背景环流、风应力和M2,S2,O1,K1 4大天文分潮的综合作用,运用"流速分解法"将环流分为正压梯度流、风生流、潮致余流及零阶环流的非线性耦合流等4个分量,模拟了冬夏两季长江口、杭州湾及其邻近海区的Lagrange正压环流结构.结果表明,零阶环流受东中国海背景环流控制;潮致余流是该海区一个重要分量;杭州湾内正压环流主要由风生流和潮致余流控制.     

杭州湾口南汇咀近岸水域水沙特征与通量

南汇咀近岸水域是长江口与杭州湾交汇以及近岸水沙交换的重要地带。根据杭州湾口北部南汇咀-崎岖列岛断面上6个测站1999年1～2月大、中、小潮海流与悬沙含量的现场同步观测资料,阐述了该断面上潮流和悬沙浓度的分布变化特征,并通过断面进出潮通量和悬沙通量的计算,得出该断面以出水出沙为主要特征,与余流方向一致。分析表明,长江口与杭州湾的水沙交换是复杂的,而间接交换是其主要的方式。     

长江口整治工程对盐水入侵影响研究

根据实测资料分析了长江口的盐水入侵问题。采用调和常数得到外海控制潮位,用流量控制上游边界,建立了长江口、杭州湾及邻近海域正交曲线坐标系下的二维潮流和盐度数学模型。模型验证了长江口洪、枯季时大、中、小潮的潮位、流速、流向和盐度,较好地模拟了口外顺时针旋转流和口内往复流的特征,反映了外海盐水入侵和北支盐水倒灌的运移特性。在此基础上对长江口综合整治规划方案进行了研究,讨论了整治工程对减轻长江口盐水入侵的作用。     

长江口外及其邻近海域含沙量时空变化特征分析

根据2005年7月和11月在长江口外进行的大范围水文、泥沙调查资料,分析了长江口外及其邻近海域含沙量的时空变化特征。结果表明:研究区域内含沙量近岸高,外海低;不论夏、秋季与大、小潮,杭州湾含沙量最高,其次是长江口外,临近123°E站含沙量比杭州湾、长江口处含沙量低1~2个数量级;所测量区域内含沙量呈现出显著和复杂的潮周期、大小潮和夏秋季变化特征。对长江口外及邻近海域含沙量时空变化特征的原因进行了初步分析。     

水文气象条件变化对长江口盐水入侵影响研究

分析论述了长江口盐水入侵的研究现状、影响因素、入侵变化规律及时空分布特征,将三维数值模式EFDC应用于长江口及其邻近海域,对长江口、杭州湾及邻近海区的水动力特性及盐度进行数值计算,研究结果表明,北港的盐水入侵强度高于北槽,北槽的盐水入侵强度又高于南槽,并且北港淡水往外冲淡的强度也高于南、北槽.在模拟长江口水动力特征和盐...     

长江口深水航道三维泥沙数值模型相关问题探讨

基于近年来长江口三维水沙盐数值模型及水沙运动机理的研究进展,系统梳理了在长江口实际应用中面临的若干理论和技术难题,其中包括长江口物质输运模拟计算格式的守恒性和稳定性、河口区域河床切应力的准确计算、拦门沙区域近底高浓度泥沙形成机理及数值模型模拟、长江口近底高浓度泥沙横向入槽模式等问题,通过对于上述问题的梳理和总结,表明在长江口这类巨型河口进行三维水沙盐数值模型和水沙机理研究的复杂性,并针对此类区域的模型技术研发和水沙运动理论研究,提出了有科学意义和研究价值的方向和思路。     

应用遥感技术研究杭州湾秋季悬沙的动态特征

本文依据NOAA气象卫星遥感资料得到的杭州湾海区表层悬浮泥沙浓度分布图,对杭州湾秋季悬沙的来源、分布状况、扩散范围及动态特征进行了分析研究,并对杭州湾及长江口区的高浓度区边界变动进行了讨论。     

长江口南槽沉积物特征和运移趋势

根据2003年9月采集的长江口48个沉积物样品和在该区进行的海岸带调查所测取的沉积物资料分析表明，南槽沉积物渐趋细化。进一步利用Mclaren泥沙输运概率模型分析实测资料，结果发现南槽沉积物自北向南输运入海后，主要转向杭州湾北岸输移。此外，分析长江口不同潮时采集的沉积物粒度特征说明，不同潮时的动力作用下，大潮期间的沉积物粒度参数和物质组成与中、小潮期间相应的沉积物粒度参数及物质组成有所不同，因而对长江口不同时期的沉积物作比较分析时，选择同一湖时的沉积物可能更有意义。     

两种海洋初级生产力模型在长江口毗邻海区的应用比较

河口毗邻海域是海洋浮游植物相对活跃的区域,对初级生产力和全球碳循环有重要意义。本文结合现场实测数据和卫星数据,利用针对近岸优化的切萨皮克湾生产力模型(CBPM)和初级生产力垂向归纳模型(VGPM),分别计算了2018年3、7和10月长江口毗邻海域浮游植物的净初级生产力(NPP)和总初级生产力(GPP)。结果表明,两个模型在研究区域的初级生产力空间分布基本一致：在3月,从高纬度近岸到低纬度远岸递增;7月,初级生产力高值区以长江口和杭州湾为中心呈弧形分布;10月,初级生产力形成两个封闭的高值区。3个月份全部78个站位中有超过98%的站位VGPM的计算结果大于CBPM的结果,且3个月份VGPM的生产力结果比CBPM的计算结果分别高133%、73%和118%。通过与历史实测数据对比可知,CBPM计算所得长江口毗邻海域NPP更加接近历史实测数据。CBPM相比于VGPM更加适合长江口毗邻海域NPP计算的模型。另外,水底溶解氧与GPP、海表叶绿素浓度在各个月份都有显著的负相关关系。