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.     

海湾健康的概念和评估:数值模型在乐清湾健康评估中的作用

本文引入数值化海湾健康理论,提出三维数值化海湾健康评估方法以评估和预测海湾健康动态。选用五个指标组用以构建数值化海湾健康指标体系,包括地理指标组、水动力和泥沙动态指标组、生态指标组、水质指标组和社会经济指标组,用以评估自然过程和社会经济对海湾健康的影响。每一指标组中包括不同数量的二级指标。根据二级指标的不同重要性,运用层次分析法对其赋予不同的权重。指标的数据来源于三维数值模型和观测数据。三维数值模型能够为海湾健康评估提供更加全面、完整和详细的数据,并且可以提供预测数据。以乐清湾为例,数值化海湾健康评估方法成功应用于其健康评估过程。基于评估结果,乐清湾口门处表层水体的地理环境是健康的,水动力过程和泥沙动态过程属于亚健康状态,水质和生态环境处于不健康状态。总体而言,乐清湾的海湾健康评估结果为亚健康状态。     

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.     

基于NPS模型的南海蒸发波导中尺度数值模拟研究

蒸发波导是海上大气波导中发生概率最高、对海上舰艇和岸基雷达探测系统影响最大的一种波导类型,研究意义重大。本文搭建了一种基于NPS诊断模型的新型蒸发波导数值预报模式,对我国南海海域2014年11月1~5日的5 d海上蒸发波导分别进行了数值模拟。利用数值模拟数据与岸基铁塔实测数据分别绘制蒸发波导高度随时间的变化曲线,并进行误差分析,显示模拟结果与实测结果变化规律基本一致,统计计算这5 d的蒸发波导高度平均误差为1.289 m。这表明了本模式的可行性及其存在的模拟偏差。此外,利用本预报模式对南海海域2011年整年的蒸发波导进行了数值模拟,得到了12个月的蒸发波导时空分布特征,分析总结的规律与其它文献的研究结论基本一致。     

大亚湾海域潮流和余流的三维数值模拟

用三维陆架海模式(HAMSOM)对大亚湾海域的潮汐、潮流和余流进行了数值模拟研究,模拟结果与实测值吻合较好。给出了潮流性质、主要分潮的潮流椭圆和余流。计算结果表明,大亚湾海域的潮流性质以不正规半日潮为主,水平潮流具有明显的往复流性质,主要呈南-北方向,落潮流速比涨潮流速大,其中表层M2分潮最大流速为25.3cm.s-1。流速受地形的影响,在大辣甲和黄毛山岛之间以及两岛与岸之间的区域流速较大,尤其在湾的东北角狭长地形处流最急,流速最大;靠近岸边流速较小,水平速度的垂向变化不大。夏季湾内余流较小,海域自净能力较弱。冬季湾内水体的自净能力随流场强度加强而加强。     

湛江湾三维潮汐潮流数值模拟

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立湛江湾附近海域的三维潮汐潮流数值模型,通过验证,结果与观测数据符合良好,重现了湛江湾的潮位和潮流变化状况.根据模拟结果计算得湛江湾的潮汐有明显不规则半日潮特征,主要分潮波M2、S2、K1、O1主要从外海传入,不构成独立的潮汐系统,其中M2分潮的最大振幅为109c...     

Modelling nitrogen and phosphorus cycles and dissolved oxygen in the Zhujiang Estuary Ⅰ. Model development

wrmcrloxHuman activities related to the population growth and developrnent of industry and rnwhci-pality have led to the incrouing hadings of various POllutants into estudries during the past fewdecades. These increasing edlutant lOadings have caused declined estuallne hedth which can bemereured by a vdriety of indices. In order to obtain solutions to environrnent problerns, re-sources manageTnnt apencies are supporting a holistic approach to envirorirnental management.An effcient strategy t…     

粤东柘林湾柱状沉积物中氮、磷的垂直分布

对柘林湾代表性水区柱状样沉积物中不同形态氮、磷的含量进行了分析,研究了其垂直分布规律及其历史演变趋势。研究结果显示,除湾西北三百门(S2站)和湾中央大规模网箱渔排养殖区中心(S6站)外,其余各测站柱状沉积物中的有机氮(TOM)、凯氏氮(TKN)及各形态磷含量基本呈现"沉降-降解-堆积"三阶段的分布特征,反映了成岩作用的结果。S2、S6测站柱状沉积物中的多项氮磷指标,在表层10 cm以深不降反升与这两测站的高污染压力和弱水体交换能力导致的污染物快速堆积有关。底栖动物对沉积物垂直方向的扰动可能是各氮磷指标在沉降和降解阶段产生波动变化的重要原因之一,但生物扰动对NH4 的垂直变化影响最大。自生磷(Au-P)与有机磷(OP)在表层以下随深度呈一定的镜像关系,与Au-P和OP在成岩过程中的相互转化有关。Au-P随深度的变化幅度比OP的大,表明磷在Au-P和OP之间的转移并不是磷再分配的唯一途径,其它形态的磷也可能参与磷的再分配,而两者在表层不呈镜像关系主要与微生物对两者的降解有关。     

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。     

半封闭海湾的水交换数值模拟研究

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立半封闭海湾-湛江湾附近海域的三维潮汐潮流数值模型,通过验证,结果与观测数据符合良好,并在此模型基础上对湛江湾的水交换状况进行了数值模拟,将湛江湾划分成3个区域,针对各区域进行了水交换能力研究,研究结果表明:由于湛江湾内不同区域的地形和地理位置变化较大,使得湛江湾内不同区域交换能力相差较大,其中,靠近湛江湾出口处交换能力最强,特呈岛以北海域交换能力最弱,交换时间与物质的初始浓度无关,与投放时刻和外源强迫密切相关,在治理湛江湾环境时,应分区进行,注意选择污染物排放时间和位置。     

基于FVCOM的钦州湾三维潮流数值模拟

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立钦州湾三维潮流数值模型来重现钦州湾的潮位和潮流变化状况.根据模拟结果计算得到了较以往更为精细的钦州湾K1、O1、M2、S2分潮的同潮图,潮汐最大振幅分别为112、96、50和15cm;最大可能流速的分布基本与等深线一致,龙门港附近最大可能潮流流速可达200cm·s-1;钦州湾的外湾口海域开阔,一般为旋转流,近岸海区及水道、河口等多为往复流,K1和M2分潮流椭圆长轴的分布与地形密切相关,旋转方向均为顺时针,流速极值出现在龙门港区.由潮余流场的分布特点可以看出,钦州湾西槽和中槽的西侧区域是其主要的出水通道,东槽和中槽的东侧区域则是主要的进水通道.     

水东湾潮流特征分析及三维数值模拟

基于水东湾海域利用现状及水环境综合整治工作的迫切需要,对其海洋水文要素开展野外调查,以清晰理解其潮流特征,并据此进行潮流三维数值模拟.调查结果显示,水东湾观测期间的实测潮差在2.6~2.9 m之间,平均潮差约2.8 m,湾口潮差最大,湾顶海域潮差最小,涨潮历时略长于落潮,属不正规半日潮;各观测站位的最大流速相差较大,最高值出现在湾口深槽,为134 cm/s,最低值出现在湾顶浅海海域,为31 cm/s,最大流速水平分布基本上呈现为从湾口向湾顶递减态势.模拟结果显示,水东湾内潮流基本沿潮汐通道呈往复流动,涨潮流向介于280°~300°之间,流速在0.28~1.36 m/s范围内变化;落潮流向介于128°~180°之间,流速在0.56~1.44 m/s范围内变化,流矢受地形限制显著.     

三门湾春季温排水增温效应数值模拟研究

采用ECOMSED模式和2012年5月份现场温盐、潮流以及气象观测资料,对三门湾核电站冷却水排放所致海水增温效应进行了数值模拟研究。结果表明,在近期工程建成后,三门湾海水增温范围主要出现在排水口附近,表层增温幅度最大,底层增温幅度最小,在月度时间内,表底层增温范围有大、小极值变化。在全部工程完成后,温排水量大幅提高,三门湾表层海水增温1℃的范围将稳定影响较大面积,4℃增温范围较小。在月度时间内,表底层增温范围大、小极值变化幅度也将增大。     

莺歌海三莺村岸段人工沙滩工程岸线数值模拟以及模型的验证方法

以乐东莺歌海三莺村岸段人工沙滩工程为例,其完工1年后的岸线监测结果,表明需要进一步对人工沙滩后的海滩岸线演变进行研究分析。通过GENESIS岸线演变模型模拟人工沙滩后的岸线变化,并尝试采用3种方法对模型进行验证。经过验证后,对人工沙滩工程后1年、3年、5年岸线变化进行了模拟分析。研究结果表明:GENESIS岸线演变模型对于包围型(拦沙堤和离岸堤结合方式)人工沙滩工程是适用的。工程完工1年后,补沙岸线形成了侵淤变化的凹凸弯曲岸线,侵淤幅度不大,5年后侵淤幅度变缓,开始逐渐趋于平衡。据此,也为人工沙滩后期的养护、补沙防护工作起到重要的参考作用。     

莺歌海三莺村岸段人工沙滩工程岸线数值模拟以及模型的验证方

以乐东莺歌海三莺村岸段人工沙滩工程为例,其完工1年后的岸线监测结果,表明需要进一步对人工沙滩后的海滩岸线演变进行研究分析。通过GENESIS岸线演变模型模拟人工沙滩后的岸线变化,并尝试采用3种方法对模型进行验证。经过验证后,对人工沙滩工程后1年、3年、5年岸线变化进行了模拟分析。研究结果表明:GENESIS岸线演变模型对于包围型(拦沙堤和离岸堤结合方式)人工沙滩工程是适用的。工程完工1年后,补沙岸线形成了侵淤变化的凹凸弯曲岸线,侵淤幅度不大,5年后侵淤幅度变缓,开始逐渐趋于平衡。据此,也为人工沙滩后期的养护、补沙防护工作起到重要的参考作用。     

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.     

The study on three-dimensional numerical model and fronts of the Jiulong Estuary and the Xiamen Bay

Applying the methods of on-site observation and dynamic model, the research on the fronts at the Jiulong Estuary has been carried out, during which spatial and temporal distribution, dynamic characteristics and formation mechanism of salinity fronts are analyzed and discussed. The research shows that the estuarine fronts mainly lie in the area from the Jiyu Islet to the Haimen Island, outside of Yuweizai to Hulishan cross-section, the near coast of Yuweizai and the south of the Songyu-Gulangyu Channel. The fronts in the former two regions are formed directly by plume, while the one near the coast of Yuweizai is a tidal intrusion front caused by flood current and the one at the south of the Songyu-Gulangyu Channel is the result of current shear transformation. Under normal circumstances, fresh water of the Jiulong River mainly influences the inside of the Xiamen Bay, and when it is in typhoon seasons, plume front can affect the Taiwan Strait and has an effect on the biogeochemical processes in the strait.     

湍流数值模拟中封闭模式应用的局限性

通过对琼州海峡的潮流场特征进行数值模拟，指出了选择不同的特征混合长度表达式对数值模拟结果的影响，表明了基于特征混合长度理论的流封闭模式在近海湍流数值模拟中应用的局限性。     

西沙湾工程波浪推算及波浪场数值模拟

本研究根据崇武水文站1976—2007年共31 a的波浪观测资料,使用皮尔逊Ⅲ型频率曲线进行拟合分析,推算出崇武在不同重现期条件下的特征波浪要素,再将其作为外海波浪要素输入,通过基于椭圆型缓坡方程的CGWAVE近岸波浪数值模型,模拟西沙湾的重现期波浪场,得到其设计波浪要素,得到较为合理的计算结果。西沙湾的海底地形强烈地影响近岸波浪,导致了波高和波向的不均匀分布特征,岛屿和礁石都是天然屏障,东侧水域受龟屿及闽台码头的掩护,波浪反射、绕射明显,对避风坞起到了有效的保护作用。此外,对于不同地质的边界,反射系数不同使得近岸波高分布有较大差异。     

胶州湾氮、磷浓度的三维数值模拟

考虑了近岸海域影响氮、磷含量、时空分布的主要物理、生物化学过程,建立了胶州湾海域非保守物质(氮、磷)的水质预测模型。模型将氮、磷及与其相关的浮游植物、浮游动物作为状态变量,模拟了胶州湾海域夏季各状态变量浓度的时空分布。结果表明胶州湾北部氮、磷浓度最高,湾中央及湾口海域水质较好,各变量垂向分布均匀。数值模拟结果与监测结果及历史资料较为符合。