钦州保税港区填海造地工程对海洋环境的影响

利用潮流数值模拟、海图对比、输沙率计算等方法,从潮流场、冲淤环境及纳潮量三个方面,分析了钦州保税港区填海工程造成的影响.结论认为:填海工程建成后,工程区西侧和东侧流速增加0～0.2 m/s,由工程区边界向外增加幅度逐渐减小,南侧流速减小0～ 0.25 m/s左右;工程区西侧主导流向受深槽地形控制,变化幅度较小,而东侧和南侧由于新增岸线改变了原有流场方向,流向变化明显;填海工程没有改变东槽主导潮流方向和悬沙向外海输移路径,工程造成东槽流速增加,利于泥沙的起动搬运,使深槽部位推移质泥沙由淤积变为轻微侵蚀,对航道保持稳定有利;工程建设后钦州湾湾体纳潮量减少了3 934.38×104m3,占钦州湾海域总纳潮量的2％左右.     

三门湾海域污染物扩散数值研究

本文基于Delft3D建立了二维水动力数值模型和污染物输运扩散模型,分析了三门湾海域的三种主要污染物即化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)的输运扩散规律。水动力计算结果与实测结果基本吻合,能够较好重构三门湾海域的水动力环境特征。根据物质输运特征,将三门湾划分为7个动力单元,即健跳-浦坝、海游-蛇蟠南、青山、沥洋、乐井洋-石浦、混合区域、口门区域。Lagrange运动轨迹表明,各动力单元的物质输运基本控制在本单元范围内;污染物整体浓度分布符合湾顶较高、养殖区附近较高、混合区与口门区附近较低的特征;各污染因子中,相同水域的TN浓度最大,COD浓度稍小,而TP浓度则小于前两者约一个量级;落潮时,浓度等值线移向湾口,各单元区块污染物分布范围较涨潮时扩大,其中沥洋单元、青山单元和乐井洋单元的变化最显著;各污染因子中COD的变化最为明显,TN次之,TP的变化最小。     

龙口湾潮流场的数值模拟

为制订龙口港远景规划，制订控制近海环境污染对策，用ＡＤＩ法数值模拟了龙口湾的潮流场，经与实测流对比两者拟合较好。     

胶莱人工河道水质点输运轨迹的数值模拟

利用二维水动力数学模型模拟胶莱人工河道潮流运动,并分析了胶州湾湾口设置潜堤前后胶莱人工河道水质点的运动轨迹和水位变化过程。结果表明,开通胶莱人工河道能够使黄海的胶东湾海水向渤海的莱州湾输运,但不设置潜堤时从胶州湾到莱州湾的海水输运平均流速较小;设置潜堤后胶州湾水位高于莱州湾水位的时间变长,从黄海到渤海之间的水体输运能够得到加速。计算结果还表明,潜堤顶部与平均水面距离较小时,黄、渤海之间水体输运较快。     

窄缝法在河口区悬沙输运数值计算中的应用

窄缝法作为动边界问题的一种处理方法，已被用于潮流及污染物扩散的数值模拟中，并取得了较好的效果，本文将窄缝法应用于悬沙输运数值计算中，推导出了考虑窄缝时的泥沙输运方程，建立了一种具有动边界功能的泥沙输运模型，计算结果与实测值吻合较好，表明该模型在模拟河口区悬沙输运方面是正确可行的。     

2003年胶州湾红岛海域生物现状的初步研究Ⅱ——浮游动物现状的初步调查与研究

从2003年10月底和11中旬，对红岛海域进行了调查，对该海域的浮游动物资源进行了初步研究。调查结果表明，该海域大多数浮游动物样品的多样性指数均低于3而呈非健康状态，从浮游动物各项群落参数分析，近岸海域的群落结构劣于远岸区。     

威海湾入海污染物环境容量研究

在潮流数值模拟的基础上,计算威海湾受纳水体水质对排放源的响应关系,结合混合区的确定,计算了各排污口的最大允许排放量,为各个排污口排放的不同污染物制定相应的排放与削减量提供依据。威海湾望岛河和长峰河附近海域稀释扩散能力较差,污染物易滞留,现有排污量超过排污口的最大允许排放量,需要削减排污量;其余排污口尚有剩余排污量,南竹岛河排污口的剩余排污量最大。     

港口工程建设对莱州湾水动力环境影响的数值研究

应用ＭＩＫＥ２１建立莱州湾平面二维潮流模型,对港口工程建设前后莱州湾内潮流场进行数值模拟,研究不同工程岸线下莱州湾水动力特征。通过莱州湾的连续实测海流数据与模拟结果进行比较,可以看出两者趋势基本符合,说明该模型能较精确地反映该海域工程前后的潮流场分布情况。计算结果表明：潍坊港双堤建设后,堤身两侧潮流流速有所减小,堤头附近潮流流速明显增大,广利港规划方案实施后,位于新形成“湾”内的潮流流速均存在不同程度的减弱,而“湾”口潮流流速均增大;港口工程建设对潮流场的影响主要集中在工程邻近海域,由于潍坊港和广利港的布局占据了莱州浅滩至老黄河口南侧海域的近１／４,因此港口工程的实施对潮流场的影响还是明显存在的。     

渤海海峡沉积物输运的数值模拟

根据渤海海峡空间尺度的大小、潮流特征和沉积物的性质特征 ,构造了一个平面二维沉积物输运数值模型。模拟结果显示 ,在研究区内 ,成山头附近的海底沉积物净输运向东南和东北 ,渤海海峡西部的沉积物向西北输运 ,北部大连沿岸的沉积物顺着辽东半岛向西南方向输运 ,然后绕过辽东半岛的南端向北输运。在渤海海峡中部偏东 ,沉积物的净输运趋势形成一个反时针方向的旋涡 ,愈往中心沉积物的净输运率值愈小。海底冲淤趋势的计算结果与观测的结果相符 ,且中部泥区和山东半岛北部近岸泥区正好对应于海底淤积区 ,辽东半岛南岸的狭长泥带对应于淤积条带 ,泥质区的边缘为冲刷区。     

胶州湾及其邻近海域潮流和污染物扩散的数值模拟

采用曲线网格技术，将ECOMSED模式应用于胶州湾的潮流和污染物COD的稀释扩散研究，建主了一个三维保守污染物COD输运的对流扩散数值模型，对胶州湾M2分潮和COD污染状况进行了模拟。结果表明，胶州湾及其附近海域存在许多大小、强弱和旋转方向不同的余流涡；湾内COD浓度东部比西部高，湾口外的COD浓度等值线成舌状分布，向东伸展；余流和COD浓度垂向分布差异并不显。模拟结果与胶州湾的实测资料符合较好。     

胶州湾营养盐结构变化的研究

于１９８５年８月－１９８６年１２月和１９９１年５月－１９９３年１１地胶州湾表层海水营养盐的调查，根据Ｊｕｓｔｉｃ等建立的浮游植物生长的化学计量及可能营养盐限制因素标准，并结合海洋硅藻正常所需的Ｓｉ，Ｎ，Ｐ之间的原子比，用数学统计的方法研究了胶放湾表层海不营养盐结构，结果表明，含有丰富溶我机氮和磷的胶州湾，Ｓｉ：Ｐ的值有显著的下降，同时Ｓｉ：ＤＩＮ和ＤＩＮ：Ｐ的值也表现出下降的趋势，使胶州湾水域营养     

胶州湾浮游植物数量长期动态变化的研究

应用分光光度法对 1 991— 2 0 0 2年 1 1月胶州湾浮游植物现存量 (叶绿素a含量 )进行了测定。研究结果表明 ,胶州湾叶绿素a年平均含量为 2 0 9— 5 70mg/m3,多年平均为 ( 3 47± 1 92 )mg/m3,年际间存在一定的波动范围 ;在平面分布上 ,胶州湾西北和东北近岸海域含量较高 ,湾中部和南部海域较低 ;胶州湾叶绿素a含量存在着明显的季节变化 ,冬季 ( 2月 )平均含量为 ( 4 72± 3 1 5 )mg/m3,是一年中的高峰 ,夏季次之 ,平均含量为 ( 4 33± 2 5 7)mg/m3,春季平均含量为 ( 2 78± 2 43)mg/m3,秋季平均含量最低 ,仅为 ( 1 95± 0 80 )mg/m3。胶州湾浮游植物粒级构成为 :小型浮游植物 ( >2 0 μm)平均占 35 8% ,微型浮游植物 ( 2—2 0 μm)平均为 5 1 3% ,超微型浮游植物 ( <2 μm)平均为 1 2 9% ;不同季节和海域粒级构成有一定差异。     

胶州湾水交换的数值研究

基于一个成熟的水动力模型ECOM（Estuary Coastal Ocean Model），对胶州湾潮波系统及其驱动下的标识质点运移规律进行数值模拟。将胶州湾划分为6个区域，定量研究了整个海湾水的存留时间和不同区域水的交换能力，并指出流场结构对湾内水交换起了决定性作用。研究结果表明，湾内两余流涡对质点运动起阻碍作用，使得流入余流涡对的质点很难流出；海湾水交换有赖于初始投放时刻；东岸区域质点运移规律表明，东岸排污对前海旅游区和西岸养殖区均无很大影响。     

胶州湾跨海大桥对海湾水体交换的影响

跨海大桥的建设有利于环湾经济的发展,但桥墩入水不可避免地会对海湾内水动力和水交换造成一定的影响。本文以胶州湾为例,利用无结构网格有限体积海洋模型,建立了能够描绘胶州湾跨海大桥入海桥墩的高精度网格,构造了胶州湾及邻近海域的三维水动力模型,模拟了胶州湾建桥前后的潮(余)流结构。在此基础上,通过污染物示踪对比了胶州湾内污染物在建桥前后的对流扩散过程。模拟结果表明,大桥的建设对胶州湾南部大部分区域的影响较小,包括潮(余)流、水交换等方面;但对大桥北侧以及南侧靠近大桥一定范围内的区域有显著影响。大桥北侧潮致余流整体减小约2cm/s,靠近桥南侧的余流则由向北转为沿桥向东流动。由于大桥的影响,污染物在大桥北侧堆积,重点集中于桥北的红岛以西(Ⅰ区)沿岸区域以及红岛以东(Ⅱ区)大部分区域。其中,Ⅰ区建桥后的半交换时间增加了2.00d,Ⅱ区增加了2.04d。在减缓污染物扩散速率的同时,大桥也同样阻碍了径流输出的淡水向胶州湾南部的输运,使得桥北水体的盐度降低,有可能是造成近年来胶州湾冬季冰情加剧的原因之一。     

胶州湾中砷（Ⅴ）还原初步研究

研究胶州湾沉积物对砷（Ⅴ）的还原作用。结果表明：１．随泥水比增大，还原率升高，泥水比为且：１０００时，沉积物对砷（Ⅴ）的还原率为１６％；２．未煮沸的泥－水提取液还原率高于煮沸杀菌泥－水提取液。指示：沉积物有机质在微生物作用下，对砷（Ⅴ）有一定的还原作用。此外，根据胶州湾的调查结果及实验室藻类培养模拟实验结果，分析了胶州湾砷（Ⅲ）产生原因。指出：主要是由于藻类和沉积物、水体有机物的还原作用，两者的还原能力相当，但在不同季节所起的作用不同。     

胶州湾底栖生物多样性初探

用１９９１－１９９５年胶州湾１０个监测站的资料，采用Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｅａｖｅｒ指数，Ｐｉｅｌｏｕｓ均匀度指数，种的丰盛度指数以及Ｓａｎｄｅｒｓ稀疏曲线进行大型底栖生物多样性比较。结果表明，在胶州湾，粉砂－粘土混合型的沉积环境中大型底栖生物多样性高于匀质的粗砂底质。     

胶州湾海水中阴离子表面活性剂的含量及分布

根据2003年5月和8月对胶州湾进行的两次现场调查，采用亚甲基蓝分光光度法测定了该海域海水中阴离子表面活性剂含量并初步分析了其分布特点。结果表明，2003年5月胶州湾全湾表层海水中阴离子表面活性剂平均浓度为12．6μg／L，略高于8月份(10．3μg／L)；各站位含量有变化，河口及邻近海域站位高于其他站位；表层海水含量高于底层海水。     

胶州湾近岸沉积物-海水汞的释放研究

本文通过模拟实验研究了胶州湾海泊河口和李村河口沉积物中的汞在不同环境条件下向海水的释放,并对汞的释放动力学数据进行了拟合。总体上两种沉积物汞的释放浓度分别为1.41~5.99μg/L和1.06~3.62μg/L,最大释放率分别为2.7%和3.4%,对胶州湾潮间带水质产生较大的影响。海水的pH值、温度和沉积物厚度都会影响汞的释放。pH<7时,汞的释放作用随pH值的升高而降低,pH>7时,汞的释放作用随pH值的升高而增大;海水温度越高,汞的释放作用越强;随沉积物厚度的增加,汞的释放量增加,释放率降低,海泊河口和李村河口沉积物的有效厚度分别为3.5cm和2.5cm。汞的释放动力学拟合结果表明多个方程都能较好的描述汞的释放动力学过程,其中以Ho的二级动力学方程拟合结果最好。     

胶州湾浮游植物对营养盐添加的响应关系

于1998年8月、11月、1999年2月 ,在胶州湾采用现场实验的方法初步研究了浮游植物对营养盐添加的时间响应效果。分级叶绿素a的结果显示 ,网采浮游植物(netphytoplankton ,简称net ,20～200μm)对同时添加氮(N)与磷(P)营养盐有最明显的响应 ;1998年8月微型浮游植物(nanophytoplankton ,简称nano ,2～20μm)对铁(Fe)或N +P的添加有比较明显的响应 ,在1998年11月与1999年2月则几乎无营养盐限制nano 的生长 ;1998年8月与1999年2月超微型浮游植物(picophytoplankton ,简称 pico ,<2μm)对N +P或N的添加有较明显的响应。