大亚湾海水污染扩散试验及涡动扩散系数的估计

水质数学模拟扩散系数大亚湾现场求取实验，采用示踪剂扩散实验法，示踪剂扩散实验的目的，在于了解水流运动的稀释扩散能力，根据示踪剂运动轨迹和浓度分布，求出水平纵向扩散系数和横向扩散系数，供水质数学模拟应用。     

水质扩散系数在伶仃洋水域水体交换中的影响分析

选取珠江河口伶仃洋水域为例,建立了贴体曲线坐标系下的二维珠江河口水流数学模型,并采用纯隐格式的混合有限分析法对数学模型进行了离散和求解。在对模型验证的基础上,针对珠江河口伶仃洋水域中的水质扩散系数选取问题进行了分析和探讨。研究表明,主潮汐通道水体的置换率基本不受扩散系数取值的影响,扩散系数的影响主要体现在远离伶仃洋主潮汐通道和示踪剂浓度分界线的水域,并初步推荐了该水域示踪剂扩散系数的取值范围。     

基于Delft 3D模型的感潮河口示踪模拟

为研究感潮河口的水力特征及溶质扩散规律,通过布放仪器监测水文参数,分析研究区的水力特征;采用荧光染色剂罗丹明B作为示踪剂开展现场示踪实验,研究示踪剂的扩散规律;基于Delft 3D模型的水动力模块与示踪模块相耦合,对研究区的动力场和示踪结果进行模拟,获取了小清河口的水平湍流扩散系数。结果表明：调查期间（非汛期）小清河口的水力条件主要受潮汐控制,潮汐对河口下游的作用更明显。由于河流径流量较小,在潮汐作用下,示踪剂从小清河口向海传输的速度较慢,导致示踪剂在河口长时间滞留。相关性分析（R²）和均方根误差（RMSE）结果表明示踪剂迁移模拟结果的可靠性高。基于本研究得到小清河口的水平湍流扩散系数（D_ξ,η）为6t^0.12 m²/s。本研究可为小清河口以及同类河口中水平湍流扩散系数的估值提供参考,对于评价污染物在同类河口中的传输行为具有指导意义。     

青岛沙子口近岸海域海水稀释扩散的经验模式

利用水中荧光计、航空摄影和陆地定位立体观测手段,于1984年和1985年在青岛沙子口近岸海域进行了数次现场示踪试验。研究了示踪剂在海水中的时空分布,计算了稀释因子、扩散方差和扩散系数及其变化规律。得到半经验、半理论的稀释扩散模式,推算出污染物的污染时间和范围。     

沿岸流中混合系数的实验研究

进行了在规则波作用下破波带内水平混合系数测量的物理模型实验。通过在沿岸流流场中投放墨水点源和采用CCD摄像机摄像,测量了点源扩散过程。利用水深平均二维扩散方程近似解析解得到了由实验结果计算混合系数的方法。实验结果表明:扩散系数仅依赖于当地水深,与波浪参数(周期和波高)无关。沿岸流沿水深变化产生的离散作用导致顺流方向(纵向)混合系数远大于横流方向(横向)混合系数。横流方向混合系数中由波浪产生的扩散系数占总扩散系数约40%,其余为波浪破碎引起的湍流产生的扩散系数。     

McCreary和Fickian湍扩散形式差异的分析

用矩阵方法,求解McCreary和Fickian铅垂向湍扩散形式下,无界海洋条件时在风应力和深层浮力作用下的线性解。得出不同的湍扩散系数A情况下McCreary与Fickian湍扩散形式的流场结构。指出随湍扩散系数的增加,McCreary和Fickian湍扩散形式下u分量结构及其量值差异增大。在Fickian湍扩散形式下,能量穿越密度跃层的传递能力较强。当A=0.1cm~2s~(-3)时,在风应力和深层浮力作用下两种湍扩散形式造成流场的差异很小。提出在小湍扩散系数下,用McCreary湍扩散形式研究热带海洋环流,其结果和Fickian形式应相当一致。     

胶州湾自净能力的研究

本文论述了在胶州湾用罗丹明B作示踪剂,模拟可溶性污染物的稀释扩散,采用水中荧光计现场实地检测及取样实验室分析,共进行了五次实验。实验表明:风、浪、潮、流对扩散速度都有一定的影响,发现了罗丹明B染料云团随海流运动的规律。总的说来,污染物在胶州湾的稀释扩散速度较快,也就是说胶州湾的自净能力较强。如果合理地选择排污地点和气象因素,就能充分发挥其自净能力。     

现场海域水平扩散系数的探讨 Ⅱ．黄河三角洲埕北海域的计算

根据Ｔａｙｌｏｒ的湍流扩散理论和Ｈａｙ、Ｐａｓｑｕｉｌｌ提出的拉格朗日流和欧拉流的相关函数的相似性，用黄河三角洲埕北海域的实测资料，按四种不同方案计算出该海域的水平扩散系数和谱密度分布。指出：该海区潮流扩散系数主要受潮流的影响，其分布特征与潮流的分布基本一致，所求的水平扩散系数主要是由周期性的潮运动给予潮流扰动所致。方案４是通过富氏变换滤波消去了周期性潮流扰动，本方案计算的水平扩散系数是由周期为６ｈ以下的小尺度涡提供能量。     

浅海水域水平扩散系数的推算研究

本文根据拉格朗日流与欧拉流自相关系数的相似关系,用渤中8号平台1987年1月和8月的实测资料,分别推算了水平扩散系数。推算结果表明:研究长时间水平扩散时,把潮流看作湍流,所求的扩散系数实际上是潮流扩散系数,其值在10~6cm~2/s范围内;研究短时间水平扩散时,把潮流看作平流,用富里叶变换的长周期合成值从实测值中扣除,所求的扩散系数消除了长周期潮流部分,可认为是湍流扩散,其值在10~4cm~2/s范围内。     

象山港水交换数值研究──Ⅰ.对流-扩散型的水交换模式

以溶解态的保守性物质作为湾内水的示踪剂,建立了对流－扩散型的海湾水交换数值模型。数值模型使用参数化的方法把重力环流和潮振荡的垂向剪切作用的水平混合效应包纳在水平二维的示踪剂对流－扩散方程中。在空间网距较小时,模型的稳定性和守恒性均可满足海湾水交换研究的需要。     

青岛外海沿岸海水的扩散特征

本文报道了示踪剂罗丹明B在青岛外海近岸海域中瞬时点源扩散试验情况;描述了罗丹明B在海洋表层的平面分布及其在深层的垂直分布特征;认为青岛外海近岸海域扩散能力较强。     

钛胶海水提铀动力学研究Ⅲ——交换过程的扩散机理

水合氧化钛是一种无机离子交换剂.它对海水中铀的吸附是一种较为复杂的离子交换过程.除了一般的离子交换外,可能还伴随有络合[螯合][1]过程.在一般的情况下,离子交换的决定步骤是离子扩散.根据体系的性质不同,可以是离子在交换剂粒子内部的扩散(粒子扩散),或是在围绕粒子周围的液膜内部的扩散(液膜扩散).     

中国近海小尺度海水水平湍流扩散规律与海洋污染预报的研究

从五十年代起,放射性废液排放入海后的湍流扩散问题,开始具有工程上的实际意义,引起了人们的注意.湍流扩散基本规律以及与之有关的污染预报是两个重要的方面.但由于海洋湍流扩散是一个随机过程,并要受到季节、海区以及水文气象等多种因素的影响,而且这些因素间又互相制约比较复杂;所以虽然至今的理论与实验研究工作很多,但大多与特定条件有关,迄今还没有一个比较满意的普适理论.因此有必要对我国近海海水湍流扩散基本规律以及适用于我国近海的污染预报问题作进一步的研究.     

海水淡化浓海水与电厂温排水混排方案研究

本文以渤海湾为例，运用MIKE3 FM数值模拟软件建立了渤海湾天津附近海域海水淡化浓海水与电厂温排水混合排放温盐扩散三维数值模型，开展了浓海水和温排水不同混合比例温盐扩散对比研究。研究结果表明：浓海水与温排水混合排放可以使受纳海域盐升范围显著减小，并且混合比例越高，效果越明显。在温升影响方面，与等量温排水单独排放相比，混合排放会使底层海域温升包络面积增大，表层减小，但当混合比例超过1：30（温排水量约为35 m³/s），表层和底层海域温升包络面积接近于等量温排水单独排放的温升包络面积；综合考虑温盐扩散，当海水淡化浓海水排放量在10×104 m³/d，盐升不超过20时，与温排水混合排放比例超过1：30（温排水量超过35 m³/s），盐度在排放口附近可稀释到背景值，由于混合排放密度变化引起的温度下沉影响几乎可以忽略不计。相关研究结论可为海水淡化浓海水科学排放/推动海水淡化和海洋环境和谐可持续发展提供技术支撑。     

Estimating the Isoneutral Slope and Tracer Diffusion from Argo Observations

Tracer diffusion is an important issue in ocean modeling, and isoneutral slope is key to parameterization of tracer diffusion in the ocean interior when using the isoneutral/dianeutral scheme. In this study, multiyear mean temperature, salinity, and pressure-gridded products that cover the upper 2000 m of the global ocean are created by employing all the Argo float observations up to date. Comparison with WOA09 data indicates that Argo temperature and salinity depict the reality well. Based on the reliable Argo gridded products, the in situ density fields are calculated. Then isoneutral slope in the ocean interior deep to 2000 m was determined by using the Argo-derived density. Taking advantage of isoneutral slope, therefore, diffusion tensor as well as isoneutral tracer diffusion flux can be obtained in combination of the tracer diffusion coefficient. The aim of this work is to propose a procedure to estimate the isoneutral slope using Argo observations and to offer new isoneutral slope-gridded products in the hope of further facilitating the parameterization of isoneutral tracer diffusion in geopotential (Z-coordinate) ocean models.     

The diffusion coefficient of dissolved silica revisited

The diffusion coefficient of dissolved silica was determined for two different salinities, 36 and 0, at temperatures ranging from 2 °C to 30 °C and at an average pH value of 8.1. Our results show limited influence of salinity and a variation by a factor of 2 to 3 of the silica diffusion coefficient within the temperature range considered in this study. The values obtained at 25 °C are in agreement with previous work carried out at room temperature for seawater and freshwater. The dependency on temperature and viscosity of the diffusion coefficient agrees well with the Einstein–Stokes equation. The composition of the solvent appears to be an important factor because it modifies the viscosity and allows for the complexation of the dissolved silica with less mobile ions, while its pH controls the dissolved silica speciation. In seawater, the higher viscosity and the presence of dissociated and polymeric species result in a decrease of the diffusion coefficient compared to freshwater systems.     

海水密度对条斑紫菜单孢子的放散和附着的影响

海水密度同紫菜单孢子的放散和附着密切相关。在沿岸河流较多的海区,经常由于淡水流入过多而引起沿岸带海水密度的很大变化。因此对于不同密度的海水同单孢子的放散以及附着关系的了解,直接同单孢子的利用紧密相关。本文阐述了海水密度对单孢子的放散和附着的影响。     

海水抽水蓄能电站运行中的有机污染物排放对周边海域的环境影响

为保障海水抽水蓄能电站运行的环境友好和生态安全,文章以大万山岛为例,在海水水质监测分析的基础上,模拟拟建海水抽水蓄能电站运行中的化学需氧量（COD）排放对周边海域的环境影响。研究结果表明：大万山岛周边海域水质较好,COD浓度在0.2 mg/L以下;当海水抽水蓄能电站的COD排放浓度不超过50 mg/L时,周边海域的COD最高浓度为2.29 mg/L,满足海水水质要求,但当COD排放浓度超过100 mg/L时即存在超标风险;受水温和潮流的影响,海水抽水蓄能电站周边海域COD的浓度、扩散方向、聚集位置和影响面积随季节变化而变化;海水抽水蓄能电站排水口周边海域的COD最高浓度随排水量增大而提高,COD最高浓度海域与排水口的距离约为1.6 km。研究结果可为控制海水抽水蓄能电站的COD排放对周边海域的环境影响提供科学参考。