温州围垦工程对河口水交换能力的影响

在建立温州近海及河口二维潮流数值计算模式的基础上,建立了该区域的水交换数学模型,并以2002年为基准水平年,利用该模型对温州市在建和拟建的围垦工程对瓯江、飞云江和鳌江河口水交换能力的影响进行了模拟,探讨了各个河口对应于不同阶段围垦工程的水交换半更换期的变化,指出随着时间的增加,河口内污染物总量受涨、落潮流的影响呈波动状态,涨潮时增大,落潮时减小,总体呈逐渐减少的趋势,其中,瓯江口现状情况下半更换期为12 d左右,近期工程和中期工程后,半更换期为13 d左右,远期工程后,半更换期接近14 d;而飞云江口和鳌江口不同时期围垦方案的半更换期变化不大,其中飞云江口的半更换期约为7～9 d,鳌江口的半更换期约为1.5 d.     

钦州湾水交换能力数值模拟研究

基于普林斯顿海洋模式（Princeton Ocean Model,POM）,以M₂、S₂、K₁、O₁、M₄和MS₄ 6个分潮为驱动,建立了包含漫滩处理的高分辨率钦州湾水动力模式。与现场观测的数据对比表明,该模式能较好地刻画钦州湾的水动力特征。在此基础上建立了水质模型,模拟钦州湾的水交换过程。模拟结果表明:钦州湾水交换能力整体上较强,整个湾平均的水体半交换时间约为18 d,水体平均存留时间为45 d。空间分布上,钦州保税港区以南海域水交换能力最强,半交换时间小于1 d;沿着水道向北,水交换能力逐渐减弱;茅尾海中部半交换时间为26~28 d;茅尾海的东、西、北3个部分存在水交换滞缓区,半交换时间超过50 d。数值实验表明,采用漫滩技术对准确模拟钦州湾潮流速度和水交换能力非常重要,不考虑漫滩过程会低估钦州湾的潮流速度和水体交换能力。水平扩散系数对流速及交换时间都有影响,但影响有限。     

丁字湾规划对其水动力与纳潮量影响研究

丁字湾的规划会对丁字湾内水动力和纳潮量有影响,从而影响着丁字湾与外海的水交换,影响丁字湾内水质与生态环境。本文利用二维潮波运动方程建立了崂山头至古龙咀以西海域潮流数值计算模式,数值模拟了规划实施前后丁字湾内水动力和纳潮量的变化,数值模拟结果表明:丁字湾规划实施后,整个规划范围内大部分区域流速增大,尤其丁字湾中央水道流速增大明显,涨潮时,丁字湾湾口附近水道流速增量最大,在0.48m/s以上,落潮时马河港大桥处的流速增量最大,在0.54m/s以上。湾外流速变化不大。丁字湾内纳潮量增大了42%(海即大桥连线)、33%(丁字嘴—栲栳岛连线),丁字湾规划大大改善了丁字湾的水动力,增加了丁字湾内纳潮量。规划有利于丁字湾与外海的水交换和湾内水质与生态环境的改善。     

海阳阎家河人工泻湖水体交换数值研究

利用二维水动力数学模型模拟海阳人工泻湖潮流运动,并分析了在人工泻湖的西向开通导堤前后泻湖内的潮位变化与水体运动变化过程,据此计算出泻湖内的海水交换率及海水的半更换期。结果表明,在未开通西通道时,泻湖西侧水体的单宽流量在涨急和落急时只有0.66m2/s和0.47m2/s,水体流动缓慢,难以保证泻湖环境生态对水质的需求;当开通西通道时,泻湖内的水体整体运动明显增强,西侧水体的单宽流量在涨急和落急时分别达到1.02m2/s和0.70m2/s,西安路两侧大部分水体能够顺利进行交换,同时泻湖内的水体交换周期也明显缩短,约为2.61d。     

象山港水交换数值研究 Ⅱ.模型应用和水交换研究

使用水平二维对流－扩散型水交换模式模拟研究了象山港的水交换,对不同区域的水交换控制机理作了初步探讨,象山港水交换状况与其控制机制的区域性变化很大。牛鼻水道至佛渡水道是一个潮流较强的潮通道;９０％水交换周期为５天左右。象山港狭湾内水交换周期较长,湾顶处９０％水交换的周期约为８０天左右。     

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。     

渤海湾水交换的数值研究

采用三维水动力和水交换数值模型FVCOM,建立了渤海湾附近海域的水交换数值模型,经实测潮汐和潮流数据验证,模型结果良好,并通过模型对渤海湾的水交换过程进行了研究。结果表明,渤海湾海域总体水体交换率较低,水体半交换周期达323 d;渤海湾中部海域的水交换率相对较高,西北部海域和南部海域的水交换率较低,尤其是西南部海域,由于阻隔带的作用,水体交换能力最弱。因此,在进行污染物排放时,应注意选择污染物的排放位置和排放时间。     

象山港水交换特性研究

在验证良好的三维斜压潮流数学模型的基础上,以溶 解态的保守性物质为示踪剂,建立对流-扩散型的海湾水交换数值模型,计算了象山港水体半交换时间和平均滞留时间,并研究了斜压动力对湾内外水交换的贡献。研究结果表明,象山港水交换速度的区域性变化较大,水体半交换时间和平均滞留时间由象山港口门向湾顶逐渐增加,口门附近半交换时间在5d以内,平均滞留时间为5~10 d;湾顶水交换速度缓慢,水体半交换时间为30~35 d,平均滞留时间为35~40d。斜压动力对狭湾外段水交换影响较弱,对狭湾内段有较大的影响。     

黑潮与东海水交换研究

利用高分辨率ROMS(regional ocean modeling system)数值模式模拟东海地区的多年平均流态。数值模拟结果在黑潮的流速、路径、流量等方面与近年来对黑潮的认识相一致。利用模式结果,计算东海及邻近海域主要水道的水通量。结果表明:台湾海峡、中国台湾-西表岛之间水道是海水进入东海的主要通道,对马海峡、吐噶喇海峡、大隅海峡与西表岛-宫古岛-冲绳岛-庵美大岛之间水道是海水流出东海的主要通道。分析PN断面的流量的变化特征,结果表明黑潮流量在春季与夏季较大,秋季与冬季较小,年平均流量为24.16 Sv,与前人研究结果一致。计算跨越200 m等深线的年平均净向岸体积输送为0.99 Sv,在台湾东北与九州西南地区表现为黑潮入侵陆架地区,年平均入侵流量分别为1.907 Sv与0.065 Sv,在黑潮中段地区,跨越200 m等深线流量呈现交错状分布,年平均净通量为0.982 Sv,表现为由东海陆架地区流向黑潮。上述结果对黑潮与东海之间物质与能量交换研究有一定参考价值。     

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。     

ECOM模式在丁字湾的应用

应用河口、陆架和海洋模式 (ECOM模型 ) ,引入干湿网格法模拟潮滩涨落的改进 ,并建立丁字湾及近岸海域的三维变动边界潮流模型。该模型考虑了湾口拦门沙、湾内水道和人工围海等地形特点。计算结果与实测值比较符合良好 ,较好地刻画出丁字湾 M2 分潮潮流场的时空分布特点。     

丁字湾潮间带日本刺沙蚕幼体对底栖微藻的摄食率

采用同位素 14 C现场同步示踪技术 ,测定了丁字湾北部泥质潮间带不同体长日本刺沙蚕幼年个体对底栖微藻的摄食率。结果表明 ,日本刺沙蚕的个体摄食率与虫体体长呈正相关 ,其总体摄食率为 0 .5 399× 10 -3 h-1,相当于摄食底栖微藻 1.985μg C· 10 cm-2 · h-1。同时得出 5月份现场条件下底质表层初级生产力为 38.2 4 μg C· 10 cm-2· h-1。     

丁字湾近岸海域表层沉积物粒度特征及沉积动力环境

根据丁字湾近岸海域126个表层沉积物样品粒度分析结果,对沉积物类型和粒度参数分布进行了总结。在此基础上,利用粒径趋势分析模型(GSTA)和沉积动力判别图解,探讨了表层沉积物的运移趋势及沉积水动力规律。结果表明,丁字湾近岸海域表层沉积物类型共有8种,其中砂、砂质粉砂和粉砂分布最广泛;平均粒径具有从岸向海逐渐变细的特征,分选性、偏度和峰度分别具有较差—差、正偏—极正偏、中等的特征;粒度运移趋势分析反映出湾口海岸附近泥沙由两侧向湾口中心运移,远离海岸泥沙由北西向南东偏东方向运移;沉积动力判别图解揭示出丁字湾海域沉积水动力具有整体较强,由岸向海方向逐渐减弱的特征。     

Numerical analysis on water exchange and its response to the coastal engineering in the Yueqing Bay in China

On the basis of a numerical model of tidal current using Delft3D, the distribution of the semi - exchange time of water was simula- ted in the Yueqing Bay here. The result showed that the semi - exchange time was about more than 6 d in the bay end, and about 1～2 d in the bay mouth. Besides, based on the calculation of the semi - exchange time before and after the Xuanmen Dam pro- ject, a comparison between them was further carried out. And the same work was also done with the recent reclamation projects in the Yueqing Bay as well. The results showed that the change in semi - exchange time caused by the Xuanmen Dam project was a- bout 6 d increase near the dam and 4.5 d increase at the bay end. And it was about 5 d increase at the bay end and 1 d increase at the mouth of the bay caused by the recent reclamation projects.     

杭州湾海水密度研究

用磁力浮沉子密度测量装置,在１５ ～２５ ℃之间的三个温度下测定了杭州湾３０ 个水样的密度。结果表明,测定值皆高于相应条件下国际标准海水状态方程的计算值,在海水盐度范围５．５６～２６ ．４ ,密度平均偏差值为２８ ．２ ～１２０ ．５ ×１０－ ３ｋｇ／ｍ３ 。测定密度和计算密度的偏差随盐度的降低而增大,与盐度的变化成直线相关;与（Ｃａ２ ＋ ）／Ｓ和比碱度之间皆呈指数曲线相关。杭州湾海水枯水期和丰水期水样的（Ｃａ２ ＋ ）／Ｃｌ 比平均值分别超出大洋水平均值２８ ．８％ 和２０ ．６％ ;杭州湾海水枯水期和丰水期的比碱度平均值分别超出大洋水平均值６０ ．３ ％ 和３０２ ％ ;（Ｍｇ２ ＋ ）／Ｃｌ 比、枯水期水样ＳＯ２ －４ ／Ｃｌ 比及Ｓｒ２ ＋ ／Ｃｌ 比与大洋水平均值相同或相近,丰水期水样ＳＯ２ －４ ／Ｃｌ 高出大洋水平均值７ ．１ ％ ;结合主要离子在湾内平面分布图,得出杭州湾海水高的Ｃａ２ ＋ ／Ｃｌ 比、比碱度和ＳＯ２ －４ ／Ｃｌ 比,除了受江水输入影响以外,主要还是受湾北岸工业区废水排放的影响。并首次给出了杭州湾海水的密度公式。     

潮汐驱动下的辽东湾水动力及入海污染物输移特征

通过建立水动力学模型、物质输运模型和年龄模型,对渤海辽东湾潮汐驱动下的水动力状况和污染物输移扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明,辽东湾海域入海径流对辽东湾整体流场和水交换过程影响不大,其主要影响集中在河口附近海域。在潮汐的驱动下,辽东湾内形成了复杂的环流结构,辽东湾南北海域分别存在顺时针、逆时针的环流,而辽东湾湾口又存在逆时针环流,使得水交换能力较弱,对辽东湾向外海的物质输运产生不利影响,湾顶附近海域的物质主要通过扩散过程与外海进行交换。年龄模型的计算结果表明,辽东湾河流入海污染物在河口附近停留时间较长,向远区的输运需要较长时间。入海污染物的影响具有局地性,对局部海域水质尤其是辽东湾湾顶的水质会产生不利影响。     

杭州湾海水中的硼和锶的研究

采用作者研究的ＯＰ－ 乳化剂增敏姜黄素分光光度法测定海水中的溶解硼,用ＩＣＰ－ ＡＥＳ法测定海水中的溶解锶。发现在杭州湾海水盐度５ ．５６３ ～２６ ．３９７ ,氯度３．０２２ ～１４ ．５８２ 范围内,硼浓度为０ ．６８ ～３．２４ｍｇ／ｋｇ,锶浓度为１ ．２９～５ ．８８ｍｇ／ｋｇ,Ｂ（ｍｇ／ｋｇ）／Ｃｌ 比值为０ ．２１９～０ ．２４５,平均值为０．２３２±０ ．００７ ,Ｓｒ（ｍｇ／ｋｇ）／Ｃｌ 比值范围为０．３９８ ～０．４４０ ,平均值为０．４１７ ±０．０１１ 。结果表明,湾内海水中的硼和锶浓度与海水盐度或氯度均有很好的线性正相关关系,丰水期与枯水期水样数据关系相同,不因采水时间不同而变化。实验数据统计回归线与理论稀释线比较后表明,湾内海水中锶与硼均具有良好保守性质;湾内海水中的硼和锶主要来自湾外潮汐输入。湾东北沿岸海水高的Ｂ／Ｃｌ比值,暗示着此处有含硼工业废水排入湾内,认为Ｂ／Ｃｌ 比可作为近岸河口海水硼污染的一种指标。杭州湾海水中未检测到硼有机络合物。     

湄洲湾潮流特性的数值研究

本文运用一个含动边界的二维河口海岸动力模型模拟了湄洲湾潮汐潮流的基本特征,模拟结果与实测数据吻合较好．在此基础上估算了湄洲湾大、小潮过程的纳潮量,并根据湾内保守示踪物的质量（浓度）随涨、落潮流周期性的变化,进一步估算了湄洲湾的水交换周期,其半交换和80％的交换周期分别为5d和15d．同时可以看出,主航道深水区的水交换特性明显强于湾顶浅水区．     

基于ECOMSED模式的兴化湾三维潮流泥沙数值模拟研究

通过三维ECOMSED模式,对兴化湾内的泥沙变化规律进行了分析论证.模拟结果与实测值的对比分析表明,模拟结果较好,可以较准确地描述兴化湾的潮流泥沙特征.分析发现,兴化湾大部分海域的含沙量很低,兴化湾内普遍呈现冲淤稳定的状态,海区的冲淤变化量维持在1个较小的水平,淤积主要集中在近岸浅滩区域,近岸年淤积变化量普遍呈增大趋势.