珠江口及邻近海域水质状况分析

为了解决年来珠江口水域的环境质量，及该水域与其邻近水域的环境质量差异，本文利用１９９３年有关环境调查数据，选用适当的评价模式，对主要污染物的特征值进行了统计，计算。根据水域的环境特点，划分出六个评价区，对主要污染物质进行分析、比较和评价，对各区水质进行综合评价，评价结果表明，珠江口及其邻近水域的主要污染物质为无机氮和油类，珠江口水域水质污染较其邻近水域严重，珠江口北部较珠江口南部水域水质差。     

珠江口及邻近海域潮汐环流数值模拟Ⅱ——河口水交换和物质输运分析

采用无结构网格三维有限体积海洋模式FVCOM所建立的珠江口及邻近海域的三维正压高分辨率数值模型,对珠江口水域的水交换和物质输运过程进行了研究。研究发现,只考虑潮汐作用时,珠江口内湾水交换能力很弱,海水滞留时间在90d以上;加入径流、风应力作用后内湾水交换能力变强,示踪物的滞留时间分布大体上在珠江口航道区以及河口西侧(靠近珠江口门处)较短,在河口东侧(远离珠江口门处)和西侧浅滩较长。在丰水期,西南风驱动下河口示踪物平均浓度最低,为0.34,滞留时间最短,自西向东由10d逐渐过渡为90d以上。对不同海域之间的水交换分析表明,珠江河口内4大口门以及伶仃洋海区、磨刀门海区水交换能力最强;深圳湾、大鹏湾、大亚湾与口门外陆架海域的水交换能力较弱。粒子追踪试验表明,珠江口内粒子在枯水期会进入黄茅海,在丰水期则可抵达大亚湾和大鹏湾。径流和风应力作用会不同程度加大珠江口海域不同口门处粒子位移,在枯水期粒子向西运动,洪奇门、磨刀门与鸡啼门处粒子位移最大,90d内可达285km;在丰水期粒子向东运动,横门处粒子位移最大,90d内可达190km,部分可至大亚湾和大鹏湾,且粒子运动呈螺旋状推进。     

珠江口及邻近海域实时水位监控的可行性分析

采用基于POM模式与blending同化法构建了珠江口及邻近海域的13个主要分潮的精密潮汐模型,空间分辨率为1'×1'。精度评估表明,模型的总体综合预报误差小于9. 3cm。在广州海事测绘中心管辖的长期验潮站控制下,以余水位传递的方式,珠江口海域的实时水位计算精度能满足水位改正的相关指标要求。对于大鹏湾海域,余水位的空间一致性较强,后续若建立长期站,则也能实现水位改正精度指标下的实时水位监控。     

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。     

基于FVCOM模型的珠江河口及其邻近海域的潮汐模拟

基于FVCOM模型,将珠江河网、河口和口外海区作为整体,建立完全三维数值模式,对珠江河口及其邻近海域的潮汐进行数值模拟.采用23个潮位站的潮汐表水位资料对模式进行验证,结果表明模式能比较准确地重现珠江河口的潮汐变化过程.通过对计算结果进行潮汐调和分析,给出了珠江河口区域及近岸海域8个主要分潮的同潮图,讨论了潮波的传播特征.珠江河口潮汐属于混合潮类型,潮型系数介于0.8—1.5.浅水分潮成分很小,最大振幅不超过5cm.对珠江河口的潮差进行统计,给出了珠江河口大潮和小潮期间的潮差大小及分布,大潮时潮差介于2.2—3.1m,小潮时减小到0.6—1.1m.     

印度尼西亚海域潮波的数值研究

基于ROMS模式构建了模拟区域为(15.52°S-7.13°N,110.39°~134.15°E)水平分辨率为2′的潮波数值模式,分别模拟了印尼海域M2、S2、K1、O1四个主要分潮。模拟结果与29个卫星高度计交叠点上的调和常数进行比较,符合较好。M2分潮的振幅均方根差为3.4cm,迟角均方根差为5.9°;S2分潮的振幅均方根差为1.7cm,迟角均方根差为6.3°;K1分潮振幅均方根差为1.1cm,迟角均方根差为5.8°;O1分潮振幅均方根差为1.2cm,迟角均方根差为4.4°。M2、S2、K1、O1分潮向量均方根差分别为3.8cm、2.4cm、1.9cm和1.3cm,模拟结果的相对偏差在10%左右。根据计算结果分析了印尼海域的潮汐特征及潮能传播规律,结果显示:爪哇海以外的印尼海域主要为不规则半日潮区;全日潮潮能主要由太平洋传入印尼海域,而半日潮潮能则是从印度洋传入印尼海域。     

东中国海潮波自适应数值模型及其数值模拟

首次为整个东中国海设计出一种自适应网格 ,利用自适应网格能同时兼顾网格的光滑性、正交性及疏密程度的特点 ,得到了物理平面上的网格分布。该网格既与边界适应 ,又在水深变化急剧的东海陆坡处得以加密 ,从而使坐标变换下的三维模式成功实现了跨越陆坡的计算。用该模式模拟了海域的潮汐变化。依据所得结果绘制出 M2 分潮的同潮图和潮流椭圆。模拟结果与现有的数值研究结果基本一致 ,表明此模式在该海域的适用性     

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.     

珠江口及其邻近海域赤潮物种的生物多样性研究进展

珠江口是中国长江以南最大的河口,毗邻港珠澳地区,海域内营养盐含量丰富,浮游植物物种多样性高.伴随着珠江沿岸地区经济的飞速发展,珠江口海域富营养化问题日趋严重,导致赤潮灾害频发.许多研究学者已经对珠江口海域浮游植物,特别是赤潮物种进行了全面的调查研究.为了系统解读珠江口海域赤潮物种的组成和相对丰度的变化,本文利用公开发表...     

珠江口以西陆架海域环流研究Ⅰ.

本文为珠江口以西陆架海域环流研究专题论文的第一部分,讨论了该海域的近岸流模式,主要分析珠江径流入海后的方向、厚度、影响范围和时空变化,并讨论了径流舌主轴方向、厚度和影响范围与珠江径流量的关系。     

泰国湾及邻近海域潮汐潮流的数值模拟

本文基于FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model)模式,模拟了泰国湾及其周边海域K1、O1、M2和S2四个主要分潮。采用47个验潮站实测调和常数与模拟结果进行比较,所得4个分潮的均方差分别为4.06cm、3.76cm、8.22cm和4.71cm,符合良好。根据计算结果分析了泰国湾及其周边海域的潮汐、潮流的分布特征和潮波的传播特征。数值试验表明,现有的数字水深资料(ETOPO1,ETOPO5,DBDB-V)的准确度不足以合理地模拟泰国湾潮波。     

珠江口外海风暴潮的数值模型

采用二维全流浅水波动方程和Leendertse的交替方向隐格式,对珠江口外海发生较大增水的7次台风进行了数值模拟。 经多次试验,选定拖曳系数与空气密度之积为一常数pa·CD=2.5×10~(-6)g/cm~3。同时,在一般情况下,取台风半径R=95km,但对影响范围较小的8309次台风,取R=60km。模拟所得增水过程与实测值符合得较好。在所有模拟结果中,最高增水偏差小于10cm的占65％,小于20cm的占71％,小于30cm的占94％,     

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。     

珠江口及其邻近海域重金属的河口过程和沉积物污染风险评价

根据2006年到2007年,“908专项”珠江口附近海域海水与沉积物的调查资料,研究珠江口海域海水和沉积物中重金属含量分布特征;珠江口及附近海域海水中铜、铅、锌、镉、总铬、汞、砷的含量平均值均符合国家一类海水水质标准,采用数理统计相关分析计算出各重金属元素与各环境因子之间的相关,发现在河口重金属主要以稀释混合过程为主,悬浮颗粒物中重金属在酸化作用下以解吸作用为主,氧化还原作用的影响不大.沉积物中铜-锌、铅-锌、铜-镉、铅-镉、锌-镉、铅-铬,锌-铬、镉-铬8组元素间具有显著的相关性,表明它们具有相似的元素地球化学性质和来源;并运用Hakanson潜在生态危害系数法对其潜在生态危害程度进行评估,珠江口沉积物的潜在生态风险的来源是镉和汞占据主要权重,尤其珠江口沉积物中镉的污染程度和潜在生态风险局部激增的特点值得重点关注.     

黄河口的变迁对邻近海区潮波运动影响的数值研究

研究表明,黄河三角洲附近海区的潮汐和潮流分布具有如下显著特征:黄河口外存在M2分潮的无点潮(方国洪,1986)和S2分潮的无潮点(王淑雪等,1987),以及五号桩海区属于规则全日潮区。 关于黄河口外存在M2分潮无潮点的问题,自Ogura(1936)首次提出以来,一直是本区潮汐潮流研究中倍受重视的问題。据方国洪(1986)的统计,迄今为止,反映在黄河口外存在M2分潮无潮点位置的渤海同潮图的文献已有20篇之多(丁文兰,1985;山广林等,1983;方国洪,1986;方国洪等,1985;方国洪等,1986;王淑雪等,1987;刘爱菊等,1980;孙文心等,1981;沈育疆,1980;侍茂崇等,1985;黄祖珂,1991;An,1977;Fang1986 Nishida,1980;Ogura,1936; ?opИc,1958)。从表1可以看出,历年来不同学者给出的黄河口外M2分潮无潮点的位置各不相同,本文作者认为这主要是由于黄河三角洲的变迁造成的。统计表明,在1855年至1984年间,近代黄河三角洲自套尔河口至淄脉沟口的年淤进速率为0.16km,挑河湾至宋春荣沟口为0.16km,而年淤进速率最大的五号桩区(即直接影响黄河口外M2分潮无潮点位置的区域)的年淤进速率达0.3km。海湾中的无潮点是入射的潮波与自湾顶反射的潮波叠加而形成的节点,由于近代黄河三角洲的海岸线不断向海中推进,在黄河尾闾的不同时期,黄河三角洲海岸线的位置便有显著变化,这必然会使无潮点的位置随着时间的推移而发生变化。然而表1中M2无潮点的不同位置并不完全是由于黄河三角洲岸线变化引起的,由于表1中的多数无潮点的位置是数值计算的结果,而不同的人在数值计算中所用的边界条件和底摩擦应力的表达式及其系数又不尽相同,因此必然造成计算结果的差异。这里值得指出的是王淑雪等(1987)的结果,这一结果是根据1985年8-9月在黄河口外几个站进行连续1个月的水位观测资料得出的M2无潮点位置,在此点上,M2分潮振幅仅为0.8cm。当然,由于渤海潮汐中存在着显著的天文一气象分潮(方国洪等,1986),故根据夏天一个月的潮汐资料分析得到调和常数与由长期(如一年)潮汐资料所得到的调和常数是有差别的,由此而得到的无潮点的位置仍会有一定的误差,但应该说,这一结果所给出的无潮点位置对于清水沟流路的单一顺直阶段的黄河三角洲岸线而言,已是最接近实际的了。既然黄河口的变迁是黄河口外M2分潮无潮点位置的变化的主要因子,那么自1855年以来由于黄河口的不断变迁使黄河口外M2分潮无潮点位置产生了怎样的变化?本文将探讨这一问題。至于黄河口外是否有S2分潮无潮点的问题,或者说,黄河口外曾存在过的S2分潮的无潮点现在是否已经消失仍是人们所关心的问题,本文中也将讨论。 实测表明,在M2分潮无潮点附近的验潮站处,潮位的全日潮分量(即K1和O1分潮)作用突然增大,使黄河三角洲沿岸的潮汐性质发生了显著变化,即不规则半日潮→不规则全日潮→规则全日潮→不规则半日潮(表2)。近一百多年来黄河三角洲的变迁对黄河三角洲沿岸各站的潮汐性质的变化究竟产生了什么样的影响也是本文将探讨的内容之一。 本文将利用数值模拟方法,通过考察不同时期黄河三角洲附近海域潮汐、潮流的分布特征,对上述各问题加以探讨,为黄河口的开发提供依据。     

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。     

珠江口伶仃洋海区的潮流数值模拟

利用二维非线性潮波微分方程组,用有限差分法计算了伶仃洋枯水期的半日、全日和混合潮,同时,还考虑了径流和比降.在半日潮的计算中,通过考虑或不考虑径流、比降来分析二者对伶仃洋流场的影响.计算结果表明,伶仃洋的余流主要受径流控制,比降也起着不可忽视的作用.本文的计算结果与实测资料符合良好.     

北部湾潮波的数值模拟试验

北部湾是南海的一个主要海湾,湾内潮汐和潮流都以全日潮为主,是世界上典型的全日潮海区。为了摸清北部湾潮波的变化规律,我们于1983年对北部湾进行了初步的数值计算试验。但应当指出的是,我们在该项计算试验中,忽略了惯性(加速度)项的影响,并且将底摩擦也进行了线性化。实际上,北部湾平均水深约45m,其中大部分海区的水深为25m,而湾内日分潮的振幅大者可达1m。这也就是说,潮波运动方程中的惯性(加速度)项与局部加速度项一般只差一个量级,而在湾顶部分浅水海区,两者     

珠江口附近海域波浪场的数值计算与特征分析

本文以WRF模式输出结果作为风场驱动条件,采用SWAN和WAVEWATCHIII相嵌套的方法,对珠江口附近海域进行20年(1991-2010年)的波浪场数值计算。根据计算结果,分析了珠江口海域波高和周期的空间、时间变化特征。结果显示:珠江入海口及近岸Hs较小,外海Hs较大,大部分海域年均Hs在0.4m以上;珠江口附近海域和近海地区年均Te偏小,在2s^3s之间,外海最大可达5s。珠江海域有效波高(Hs)的季节分布呈现出春夏季较小,秋冬季较大的特点。从概率学角度分别统计20年中前5%和10%的Hs及Te,可知:珠江口近海区域Hs,5%在1~2m,大万山群岛处可达Hs,5%2m;在珠江口附近Hs,10%为1.5m,万山海域Hs,10%在2.5m以上;计算海域Te,5%和Te,10%多在4s以上。     

渤海潮波系统的数值模拟

利用二维非线性潮波方程组,讨论了渤黄海主要分潮(全日潮、半日潮及浅水分潮) 数值模拟中的有关问题。数值模拟中同时考虑了4个主要分潮(M2,S2,K1,O1)和两个浅水分潮(M4,MS4)。分析表明,在渤黄海潮波系统数值模拟中,稳定后选取14 d的数值模拟结果进行调和分析能够取得最佳(最合理)的调和分析结果。计算出调和常数的模拟值与实测值之差的绝对平均值:M2分潮的振幅差为4cm,迟角差为3.3°,S2分潮的振幅差为2cm,迟角差为4.2°,K1 分潮的振幅差为1cm,迟角差为3.7°,O1分潮的振幅差为2 cm,迟角差为5.5°。实验结果较好地体现了渤黄海潮波系统的特征。