胶州湾海水-沉积物界面氮、磷、铁的地球化学特征

对胶州湾底层水溶解氧、总氮、总磷、溶解无机氮、活性磷酸盐、铁及孔隙水中溶解无机氮、磷酸盐、铁和沉积物粒度、有机碳进行了分析。结果显示除铵氮外,孔隙水浓度明显高于底层水中浓度,其中硝酸氮、亚硝酸氮、活性磷酸盐、铁在孔隙水中的浓度分别为在底层水中浓度的17.8、9.3、12.5、7.7倍,暗示孔隙水中的物质可能向上覆水体扩散。在横向上,底层水及孔隙水中硝酸氮、亚硝酸氮、铵氮、活性磷酸盐都呈东岸高西岸低的分布规律,在西南部出现低值。Fe在底层水及孔隙水中的分布规律为东低西高,然而在沉积物中则与此正好相反。氮、磷、铁主要补给源有河流输入、工业生活污染排放、海洋生物自身分解以及孔隙水的释放。影响氮、磷、铁分布的主要因素为物源、河流输入及水动力条件,同时受到沉积物粒度的制约。相关分析显示,溶解氧、有机碳、铁对水体中磷及氮的分布具有某种制约作用。     

胶州湾沉积物中氮与磷的来源及其生物地球化学特征

通过对比分析和相关分析对沉积物中氮、磷含量、OC∶TN、TN∶TP进行了研究,探讨了胶州湾沉积物中氮、磷的来源及其生物地球化学特征.研究表明,胶州湾表层沉积物中总氮、总磷的变化趋势一致,即从湾内到湾外含量依次降低,其中总氮依次为0.41、0.25、0.20mg/g,总磷的含量依次为0.29、0.24、0.22mg/g.在整个柱状样中总氮、总磷平均含量的变化也和表层基本一致,有机氮在大部分层次占总氮的50%-70%,无机磷所占总磷的比例一般大于60%.根据沉积物OC∶TN比、氮、磷的垂直分布可以判断湾内和湾口沉积物中的氮主要是陆源的,海洋自生的氮分别占28.9%和13.1%,湾外的氮主要是自生的,海洋自生的氮占62.1%.与氮相比,磷主要是陆源的,但在湾外海洋自生磷的比例明显高于湾内.悬浮颗粒物的组成也证明了湾内沉积物中氮、磷主要是陆源的.沉积物中OC∶TN值的垂直变化也反映了近年来胶州湾物质来源的变化特征,即河流来沙急剧减少,沿岸倾倒垃圾不断增多,后者已经取代前者成为胶州湾主要的沉积物来源.另外,沉积物中TN和TN∶TP的垂直变化也和近年来胶州湾水体中营养盐含量的变化相一致.胶州湾不同地区氮、磷的沉积通量相差很大,湾口的沉积通量最大,而湾外的沉积通量最小;在表层沉积物中,氮的矿化速率高于磷,有机磷的矿化速率大于无机磷,但有机氮的矿化速率并不一定大于无机氮.OC、pH、Eh、Es等环境因素影响氮、磷的矿化,但在不同海区影响程度并不相同.     

胶州湾海水中硼的研究

首次实验研究胶州湾海水中的硼,胶州湾表层海水中硼的浓度为３．２４ ～３ ．８７ｍｇｋｇ－ １ ,Ｂ／Ｃｉ比值为０ ．１８１ ～０．２１５ ,平均值为０ ．２０４ ±．０ ．００９ 。Ｂ／Ｓ比值为０ ．１００～０ ．１２０,平均值为０ ．１１３ ±０．００５。湾内硼的分布,低值区在李村河口沧口湾附近,而在湾的东西两侧、东北角及湾口区域海水中硼浓度则较高。湾内海水中的硼主要靠湾外海潮输入。因湾内无常年径流流入,盐度分布变化小,硼浓度随盐度及氯度变化不明显。相对于北黄海水,胶州湾海水硼平均迁出量８．６５％ ,胶州湾海水中的硼表现为非保守性质。     

基于EFDC模型的胶州湾三维潮流数值模拟

基于环境流体动力学模型(EFDC),采用变边界处理技术,建立了胶州湾三维变边界潮流模型.模型平面采用笛卡尔直角坐标,垂向采用σ坐标变换,利用干湿网格方法模拟胶州湾潮流漫滩过程.研究海域水平流速从表层到底层逐渐衰减,最大流速出现在胶州湾湾口,值为0.98 m·s-1.垂向流速则表现出底层大、表层小的特点,最大流速为30×10-4 m·s-1.模型计算结果与实测资料吻合良好,为潮流数值模拟研究提供了1种新的模型工具.     

胶州湾三维变动边界的潮流数值模拟

基于Blumberg等（1986）的河口、陆架和海洋模式，引入变边界处理技术，建立了胶州湾三维变动边界的潮流模型，模型以σ-正交曲线坐标下三维非线性潮波方程为基本方程，引入2.5阶瑞封闭方程组，采用分裂算子法数值求解方程组，利用湍封闭方程求解垂直紊动粘滞系数，采用干湿网格方法模拟潮流漫滩过程，三维变动边界潮流模型计算结果与实测值吻合良好。     

胶州湾海水中无机氮的分布与富营养化研究

根据2003年112月胶州湾海区12个航次海水无机氮等的调查资料,分析了该海域生态环境中无机氮的分布特征及时空变化,评价了水质的富营养化状况。结果表明,测区全年溶解无机氮的平均含量为17.70μmol／dm^3。在4个季节中,溶解无机氮以NO3-N的含量为最大,占58．2％,是氮主要存在形态,其中秋季含量最高,占溶解无机氮的64．74％。无机氮分布从东北部高含量区域向湾内及湾口方向呈逐步递减趋势。溶解无机磷的年平均含量为0．49μmol／dm^3,表层海水4个季节中N／P比平均为39．41,胶州湾海水中的磷相对于氮是匮乏的。据营养状态指数划分,胶州湾的东、北岸海域属富营养化区,夏、秋两季可能受到赤潮的严重威胁。     

辽东湾氮、磷和COD环境容量的数值计算

一个原始方程海洋环流模式(POM)被用来模拟辽东湾环境动力场,同时用有限容积方法对描述氮、磷、COD等污染物输运过程的对流扩散方程进行离散,提高了计算精度和效率。通过对仙人岛海域四个采样点的实测浓度和相应点上的计算浓度的比较分析,并结合试验数据确立了适合辽东湾污染物浓度研究的降解系数;在此基础上进一步对各种污染物进行为期一年投放的数值实验,初步估算了各种污染物在辽东湾的保有容量、经过开边界的交换率以及非保守过程(磷、COD)的削减率。     

胶州湾潮汐潮流动边界数值模拟

基于普林斯顿海洋模式,通过干湿网格判别法引入潮汐潮流的漫滩过程,考虑M₂,S₂,K₁,O₁,M₄和MS₄六个主要分潮,建立了胶州湾潮汐潮流数值模拟和预报模型,研究了该海域潮汐潮流特征,并讨论了漫滩对潮流模拟的影响。与实测资料的对比验证表明,该模式能够对胶州湾的潮汐和潮流做出较为合理的预测。给出了胶州湾潮汐、潮流、余流等分布特征,模拟的潮流场以及余流场涡旋等现象与观测符合良好;计算了潮波能通量,从能量角度探讨了潮波的传播特性;对潮位与潮流场演变规律,以及潮能通量的分析表明,胶州湾内的潮波以驻波为主。通过数值试验发现,漫滩过程的引入对胶州湾潮流速度的模拟至关重要,不考虑漫滩过程的模式会夸大或者低估潮流流速。对于滩涂面积广阔的海域来说,潮流数值模式中考虑漫滩的影响是必要的。     

胶州湾潮汐潮流高分辨率数值模拟研究

基于采用无结构网格和有限体积方法的FVCOM陆架模式,考虑8个主要的天文分潮,建立胶州湾三维高分辨率数值模型来重现和研究其潮汐潮流变化状况。与实测资料对比验证表明,模拟结果与实测值吻合较好。在此基础上,根据模拟结果计算得到了较以往更为精细的同潮图和潮汐、潮流、余流分布特征。研究结果揭示,最大可能潮流和最大余流都发生在团岛附近,流速分别可达2.14和0.43 m/s;除了湾口附近前人报道过的4个余流系统外,还在中部首次揭示了2个相对较弱的余流系统;潮流能通量在内外湾口呈"左进右出"的结构;胶州湾的平均纳潮量为8.31亿m3;染色试验表明,胶州湾30 d的水交换率为36.8%。     

胶州湾潮汐潮流高分辨率数值模拟研究

基于采用无结构网格和有限体积方法的FVCOM陆架模式,考虑8个主要的天文分潮,建立胶州湾三维高分辨率数值模型来重现和研究其潮汐潮流变化状况.与实测资料对比验证表明,模拟结果与实测值吻合较好.在此基础上,根据模拟结果计算得到了较以往更为精细的同潮图和潮汐、潮流、余流分布特征.研究结果揭示,最大可能潮流和最大余流都发生在团岛附近,流速分别可达2.14和0.43 m/s;除了湾口附近前人报道过的4个余流系统外,还在中部首次揭示了2个相对较弱的余流系统;潮流能通量在内外湾口呈“左进右出”的结构;胶州湾的平均纳潮量为8.31亿m3;染色试验表明,胶州湾30 d的水交换率为36.8％.     

Cycling of phosphorus in the Jiaozhou Bay

Dissolved inorganic phosphorus (DIP ),dissolved organic phosphorus (DOP ),particulate inorganic phosphorus (P IP ) and particulate organic phosphorus (P OP ) in the Jiaozhou Bay (JZB) and its adjacent major rivers were analyzed during 2001–2003.DIP was the major form of dissolved phosphorus in JZB,representing 62%–83% of the total dissolved phosphorus (T DP ),and the P IP concentration generally exceeded the P OP concentration.The concentrations of phosphorus were higher in the north than in the south of th...     

A nitrogen and phosphorus dynamic model of mesocosm pelagic ecosystem in the Jiaozhou Bay in China

A nitrogen and phosphorus dynamic model of mesocosm pelagic ecosystem was established according to the summary and synthesis of the models available, in which seven state variables （DIN, PO4-P, DON, DOP, phytoplankton, zooplankton and detritus） were included. Logically it had five modules--phytoplankton, zooplankton, dissolved inorganic nutrients, dissolved organic nutrients and detritus. The results showed that this model could simulate the variations of DIN, PO4-P, DON, DOP, POC and phytoplankton biomass in pelagic ecosystem in mesocosm properly, based on the site experiment data in the Jiaozhou Bay in the autumn of 1999 and the summer of 2000. Not only the logical structure but also the model parameters were feasible, and about 20 parameters were made to fit for the Jiaozhou Bay during the simulation. All of these are necessary to study the control mechanism of nutrients biogeochemical cycling in the Jiaozhou Bay and other China＇ s coastal waters.     

环胶州湾流域总氮总量控制指标体系研究

通过建立胶州湾ECOM三维水动力-生物地球化学耦合模型,采用浓度梯度积分法和水质模拟-数学规划法,构建了环胶州湾流域总氮总量控制指标体系,包含胶州湾总氮环境容量、环胶州湾流域污染源、子流域、行政区和入海控制单元总氮总量控制指标。结果表明:研究海域总氮海洋环境容量为1.8×10~4 t/a,且季节变化显著(P<0.05),夏季最高,春季次之,秋季和冬季较低;环胶州湾流域68个点源污染源总氮总量控制指标合计1 040.78 t/a,总氮面源总量控制指标为3 947.5 t/a;环胶州湾1 281个子流域、125个乡镇、10个区市和10个入海控制单元总氮污染物总量控制指标具有显著的空间差异(P<0.05);位于胶州湾湾顶区的入海控制单元的总氮污染物需削减量较高,位于湾口的入海控制单元需削减量较低。研究结果可为相关管理部门有效利用胶州湾海洋环境容量资源及制定相关决策提供科学依据。     

胶州湾围隔浮游生态系统氮、磷营养盐迁移-转化模型研究

通过对目前生态动力学模型的总结和综合,以生态系统中氮、磷营养盐循环为主线,建立了适用于海洋围隔浮游生态系统的多变量的营养盐迁移-转化动力学模型.该模型包括浮游植物、浮游动物、溶解无机态营养盐、溶解有机态营养盐和生物碎屑5个模块,涉及溶解无机氮、磷酸盐、溶解有机氮、溶解有机磷、浮游植物、浮游动物和生物碎屑7个状态变量.分别利用1999年秋季和2000年夏季胶州湾围隔生态实验数据进行了模型和验证工作,成功地模拟了富加营养盐条件下围隔浮游生态系统中氮、磷营养盐生物化学迁移-转化过程,并确定了20余个参数的量值.     

Spatial distributions and seasonal variations of particulate phosphorus in the Jiaozhou Bay in North China

Based on the measurements of particulate phosphorus(PP) in the Jiaozhou Bay from May 2003 to April 2004,the spatial distribution,seasonal variation and biogeochemical characteristics of PP were investigated to understand the fates and roles of phosphorus in the Jiaozhou Bay ecosystem.The concentration of the total PP ranged from 0.07 to 2.09 μmol/dm3.The concentration of POP was from 0.01 to 1.83 μmol/dm3,with an average of 0.32 μmol/dm3,which accounted for 49.6% in total PP.The concentration of PIP was fro...     

胶州湾多分潮漫滩数值模拟研究

在普林斯顿海洋模式(POM)数值模型的基础上加入了漫滩格式,通过对胶州湾1个月实测潮位资料的调和分析,选取了5个较大的分潮,首次对胶州湾进行了多分潮的潮位和潮流数值模拟,模拟结果与实测资料符合较好。     

近70年胶州湾水动力变化的数值模拟研究

采用无结构三角形网格海洋模式FVCOM,基于胶州湾不同年代的岸线和水深地形条件,建立胶州湾及其邻近海域各年代的三维潮汐潮流数值模型,从数值模拟角度分析和比较胶州湾不同年代纳潮量、潮汐潮流、水交换率等水动力参数的变化。结果表明:随着胶州湾水域总面积不断缩小,纳潮量在逐渐减小,2008年全湾的纳潮量相对于1935年减少了31.5%,约合3.9×108 m3;海湾流场结构变化很小,流速呈减小趋势;胶州湾欧拉余流"团团转"的多涡结构基本保持不变,最大值都发生在团岛附近;海湾的水交换能力趋弱,对整个胶州湾水体的半交换时间进行海湾平均,不同年代5套岸线下海湾的水体半交换时间分别是37.0 d,36.7 d,39.2 d,39.7 d和40.8 d。     

莱州湾围隔浮游生态系统氮、磷营养盐迁移-转化模型研究

通过对目前生态动力学模型的总结和综合，以生态系统中氮、磷营养盐循环为主线，建立了适用于海洋围隔浮游生态系统的多变量的营养盐迁移-转化动力学模型。该模型包括浮游植物、浮游动物、溶解无机态营养盐、溶解有机态营养盐和生物碎屑5个模块，涉及溶解无机氮、磷酸盐、溶解有机氮、溶解有机磷、浮游植物、浮游动物和生物碎屑7个状态变量。利用2002年8月末莱州湾围隔生态实验数据进行了模型的验证工作，成功地模拟了富加营养盐条件下围隔浮游生态系统中氮、磷营养盐生物化学迁移-转化过程，并通过灵敏度分析探讨了模型主要状态变量对参数改变的灵敏程度。     

胶州湾水域有机农药HCH的分布及水质标准

根据1986年4、7和10月的胶州湾水域调查资料,通过对有机农药HCH在胶州湾水域的分布、来源和季节变化的分析,研究结果表明：HCH含量在整个胶州湾水域都非常低,在这1 a中都〈0.100μg/L,在胶州湾水域HCH含量都优于国家一类海水水质标准,水质在HCH含量方面更加清洁;水体中HCH的表层含量已经没有季节变化,这...