珠江河口氮和磷循环及溶解氧的数值模拟 Ⅰ.模式建立

为了研究珠江河口营养物质循环和溶解氧,建立了一个生态型水质模式.在该水质模式中营养物质以溶解无机态、碎屑有机物质、底栖物质、浮游植物和浮游动物等5种形态出现,而每种形态均分氮和磷两种形式.水质模式采用三维形式,并与斜压水动力和泥沙模式联立运行.     

珠江口水域溶解氧与营养盐的关系

根据１９８７年２月至１９８８年２月的调年调查资料，对珠江口水体中的溶解氧与营养盐的关系进行统计分析，结果表明：ＰＯ４－Ｐ与ＡＯＵ（表观耗氧量），ＮＯ３－Ｎ与ＡＯＵ，ＡＯＰ（表观产氧量）与Ｃｈｌ．ａ之间显著或高度显著相关，进而估算了ＰＯ４－Ｐ和ＮＯ３－Ｎ的氧化部分，丰水期各占测定值的６３．７％和５３．７％：枯水期各占３１．３％和６９．６％。     

珠江口伶仃洋水域溶解氧特征

根据１９８７年６，８，１１月和１９８８年２月４个航次珠江口伶汀洋的调查资料，分析了溶解氧的特征。结果表明：溶解氧含量表层均高于底层，周年变化呈现从夏季到冬季逐渐上升，且明显受珠江径流的影响，溶解氧（基本上是不饱和状态）与盐度成负相关。有机物和营养盐均影响溶解氧，但水温仍为溶解氧主要影响因素。     

珠江口水域溶解氧与营养盐的关系

根据１９８７年２月至１９８８年２月的周年凋查资料，对珠江口水体中的溶解氧与营养盐的关系进行统计分析。结果表明：ＰＯ４－Ｐ与ＡＯＵ（表观耗氧量），ＮＯ３－Ｎ与ＡＯＵ，ＡＯＰ（表观产氧量）与Ｃｈｌ．ａ之间显著或高度显著相关。进而估算了ＰＯ４－Ｐ和ＮＯ３－Ｎ的氧化部分，丰水期各占测定值的６３．７％和５３．７％；枯水期各占３１．３％和６９．６％。     

珠江河口海区潮流的数值模拟

应用ADI法首次对整个珠江口河口海区的潮汐和潮流进行了数值模拟。与实测值相比,潮位、潮流场、佘流场和八大河口门潮量等的模拟计算结果令人满意;还计算了拉格朗日余流场和拉格朗日标识质点运动轨迹,并对此进行了探讨。     

夏季珠江口溶解氧垂向输运数值模拟研究

通过建立一个珠江口三维水质模型,对夏季珠江口溶解氧垂向输运进行研究。结果表明:潮汐、风及上升流间歇性破坏层化,令溶解氧垂向对流及扩散通量的方向和大小随潮汐发生周期性变化。在西四口门海域,由于水体层化稳定,垂向上对流及扩散作用产生的溶解氧输运通量都较小,且相互平衡;在伶仃洋内的深槽,径流与潮汐的相互作用强烈,层化被间歇性地打破,溶解氧的垂向对流通量大于扩散通量,导致底层溶解氧浓度产生波动;在伶仃洋内的西部浅滩上,层化相对稳定,溶解氧的垂向扩散通量大于对流通量。这表明在珠江口不同区域,垂向的对流扩散作用对溶解氧垂向输运起不同作用,从而影响表底层溶解氧的浓度。     

珠江河口水域溶解氧与硝酸盐、Chla及硝酸盐与磷酸盐的关系

海水中氮、磷等营养盐是浮游植物生存的物质基础,浮游植物的繁殖生长消耗水体中的营养盐,而浮游生物的消亡、有机质的分解使其获得再生。在这个生物地球化学循环过程中,水体中的氧也发生了变化,它与营养元素有非常密切的关系。     

珠江口横门大气氮、磷干湿沉降的初步研究

通过对2006年12月至2007年11月中山横门的大气沉降采样分析, 初步探讨了珠江口大气氮、磷干湿沉降的特征。结果表明, 观测期间铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、总氮(TN)、总磷(TP)降雨量加权平均浓度分别为0.82、0.52、2.14、0.039mg.L-1, 干湿总沉降通量分别为1.584、1.142、4.295和0.055g.m-2.a-1。NH4+-N、NO3--N和TN干、湿沉降通量相当, 而TP以湿沉降为主。TN大气沉降通量春、夏、秋三季相当, 均明显高于冬季, TP则以夏季最大, 秋季次之, 而冬季最小。     

珠江口溢油数值模拟

对珠江口海域流场进行了数值模拟。考虑风场对海面溢油物理和化学过程的影响,建立了考虑油膜扩展的溢油漂移轨迹数学模型,并对珠江口海域“12.7”溢油事故进行了数值模拟,为较全面了解溢油事故给珠海海域环境带来污染的过程提供了科学依据。     

珠江口夏季水体中的氮和磷

根据1999年7月17～28日于珠江口现场调查和实验的资料,研究夏季水体中氮、磷的分布、形态变化和初级生产力的限制因素.结果表明该海域氮含量高,N/P属于世界上高值区之一.从河口向外海运输过程中,氮和磷的形态和浓度均有剧烈的变化.虽然氮在中途中有新源的补充;但由于外海水的入侵稀释、生物吸收和形态变化的迁移作用,NO₃-和可溶无机氮的浓度总的变化趋势仍是随盐度增大而大幅度地降低,以至珠江口外出现N/P低于16.由于夏季水体层化稳定,在表、底层其生物地球化学变化方向相反,PO₄3的浓度变化互成镜像关系并可按盐度分为3段不同特征的反应区.初级生产力的限制因素在大部分区域是磷,但从口门至最大浑浊带和口外区则分别是浊度(或光照)及可溶无机氮.现场培养实验再现了真光层和底层氮和磷的生物地球化学过程差异并表明磷的循环和再生比氮迅速;在可溶无机氮浓度大且高N/P的海域,磷的再生可成为水华的引发因素,而氮被耗尽却是水华消亡的原因.总体上夏季该区水体氮的迁出率比磷高.于水体层化稳定的区域,氮和磷的生物地球化学作用在真光层以浮游生物吸收占优势、在下层以有机物的降解和可溶无机态的再生为主,当层化消失、上下水体充分混合则可完成循环.     

珠江河口混浊高产水域叶绿素a浓度的遥感估算模型

近年来为提高混浊高产水体叶绿素a浓度的估算精度,Gitelson等提出了一种基于红与近红外3个波段遥感反射率的概念模型.文章基于2004年的实测数据,检验该概念模型在珠江河口水域的适用性,估算该概念模型以及它的特殊形式--两波段模型对应的光谱位置,在此基础上构建利用卫星数据提取珠江河口水域叶绿素a浓度的遥感估算模型.结果表明,珠江河口混浊高产水域叶绿素a浓度与三波段模型和两波段模型均有很强的线性相关性,相关系数分别达到0.91与0.88.构建的三波段模型和两波段模型估算的叶绿素a浓度与实测叶绿素a浓度的均方根差(RMSE)分别为5.82mg·m-3和6.53mg·m-3,精度高于其他常用算法.根据MERIS的波段设置构建的三波段模型估算的叶绿素a浓度与实测叶绿素a浓度的RMSE为6.47mg·m-3,显示了良好的应用潜力.     

珠江河口水体有机物与盐度和氮,磷营养盐的关系

根据１９８７年２月至１９８８年２月的调查资料，讨论了珠江河口水域ＣＯＤ与盐度和Ｎ，Ｐ营养盐间的相互关系。线性回归的结果表明，纵断面Ⅲ的丰，枯水期ＣＯＤ与Ｓ和Ｎ，Ｐ间相关性很好，在９９％置信水平上显著，横断面Ⅰ，Ⅱ区间，ＣＯＤ与Ｓ呈岁相关趋势，ＣＯＤ与Ｎ高度显著相关，ＣＯＤ与Ｐ相关性次之。     

珠江口海域营养盐比及与浮游植物的关系

根据2004-2006年珠江口海域的调查资料,对营养盐含量和比值与浮游植物群落结构的关系进行分析.结果显示,调查海域维持丰富的氮、磷、硅,其中氮、硅以东宝河口最高,磷以深圳湾最高;丰富的氮、磷、硅和较高的N:P均可能是形成调查海域多年来浮游植物群落以硅藻类占优势的主要原因;但是在深圳湾、桂山岛、万山列岛及横琴岛附近海域(主要是4月),营养盐含量及其之间的比例发生变化(深圳湾主要是 N:P,后三个岛屿附近海域主要是Si:N),对浮游植物群落结构变化产生影响;并且近年来珠海高速发展的养殖业造成其海域赤潮的频发.     

珠江河口西南风强迫下潮流场的数值模拟

采用Backhaus三维斜压模型模拟了均匀西南风场对珠江口近岸海域的影响，并与无风情况作了对比；通过对珠江河口盐度场及风生环流的分析比较，结果表明，模型较为真实地再现了夏季珠江河口的水动力学特性。     

珠江河口水体的pH和碱度

本文根据1987年2月至1988年2月的调查资料,讨论了珠江河口水体pH、碱度和比碱度的变化规律及它们与盐度的关系。结果表明,从虎门外至桂山岛的珠江口主水道上,pH随盐度增加而增加。pH与盐度的相关性最好,均在99.9％的置信水平上显著;pH与碱度的相关性次之。珠江河口水的碱度是保守的;在从虎门外至桂山岛的珠江口主水道上,比碱度与氯度是密切的负相关。     

南海北部秋季营养盐、溶解氧、pH值和叶绿素a分布特征及相互关系

通过2004年9月至10月对南海北部水域的现场调查,分析了表层海水中溶解氧、叶绿素a、pH值和营养盐等水质因子的空间分布分布特征,并讨论了它们之间的相互关系。结果表明:在南海北部海区的表层海水中,各水质因子在空间分布上大多呈现块状分布,且东西两侧的海水有较为明显的差异;海水中的溶解氧、pH值均表现出与海水温度相反的分布趋势;海水中的叶绿素a(Chla)和众多的水质因子表现出多元相关性,说明水体中浮游植物的生长繁殖是众多水质因子在南海北部综合作用的结果,而Chla和水体中亚硝酸盐的高相关性,说明南海北部水体中浮游植物的生长和亚硝酸盐有着比其他营养盐因子更为密切的联系。     

珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究

根据2006年丰水期和枯水期对珠江口伶仃洋海域的调查资料,分析了该海域营养盐的现状,发现丰水期NO₃-N和SiO₃-Si含量呈自口门向外逐渐降低的变化,NO₂-N和PO₄-P高值区则集中在深圳附近海域,枯水期各项营养盐均呈自口门向外逐渐降低的变化。结合1990年、1998年、2001年3个年份的资料,分析了珠江口邻近海域5项营养盐(SiO₃-Si,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P)近20 a来的变化规律,并对其影响因素进行了探讨和分析。结果发现,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P含量呈现显著上升趋势,DIN/DIP呈下降趋势。NO₃-N和SiO₃-Si含量丰水期显著高于枯水期,NO₂-N和PO₄-P则相反,径流携带作用是NO₃-N和SiO₃-Si的主要来源,而径流对NO₂-N和PO₄-P则起稀释作用。另外农业施肥的影响、围填海造成的海域面积缩小以及网箱养殖业饵料的不合理投放亦是造成珠江口伶仃洋海域DIN,DIP含量上升的因素。     

珠江口悬浮泥沙迁移数值模拟

建立了珠江口海域三维悬浮泥沙的非饱和输沙数学模型,并与珠江口三维水动力斜压模型耦合,对悬沙迁移分布进行了模拟。模型由4个点的逐时实测含沙量过程进行了验证。各点模拟含沙量与实测含沙量吻合较好,表层分布与同期珠江口悬沙分布遥感图像基本一致.模拟结果表明,珠江口海域悬沙分布分层明显,河口附近水域大多为底层含沙量大于表层,但在盐淡水交汇处出现中层含沙量最小的情况总体上,自各个口门输出的泥沙受沿岸流作用向西南万向输送明显。大多数河口落潮时相对涨潮时含沙量等值线外移,反映珠江口水域悬浮泥沙主要来自河流。     

小清河口的叶绿素a及理化环境因子的分布特征和统计分析

根据2002年6月对小清河口及毗邻海域进行的一次大面调查资料,对叶绿素a、营养盐、溶解氧、化学耗氧量等环境因子的空间分布特征进行了研究,分析了各环境参数之间的相关性。结果表明,研究区域没有明显的层化现象,各参数的垂直分布都比较均匀。各环境参数在河口内外的分布情况具有显著差异。河口内为高温、低盐、高营养盐、低溶解氧、高化...