钦州湾近岸海域六月富营养化水平评价

【目的】调查及评价钦州湾近岸海域夏季海水富营养化水平状况。【方法】2010年6月采集钦州湾近岸海域15个站位的海水样品,测定海水中化学需氧量(COD)、无机氮(DIN)、活性磷酸盐(PO4-P)等的浓度;采用单因子污染指数法对污染程度进行评价,采用海水富营养化指数法以及潜在富营养化程度评价模式对海水富营养化水平进行评价。【结果】钦州湾近岸海域夏季海水中COD平均浓度为1.00mg/L,DIN平均浓度为0.12mg/L、PO4-P平均浓度为0.01mg/L。单因子污染指数法评价结果显示,钦州湾近岸海域海水中COD浓度符合国家一类海水水质标准;DIN浓度超标率为20%;PO4-P浓度超标率为20%。海水富营养化指数法评价结果显示,钦州湾海域海水富营养化指数平均值为0.47;海水潜在富营养化程度评价模式评价结果显示,钦州湾海域海水营养级别为Ⅱ级。【结论】钦州湾近岸海域海水受无机氮及活性磷酸盐污染;海水富营养化水平为贫营养;钦州湾近岸海域海水富营养化程度主要受陆源污染物及海水养殖影响。     

广西近海污染物输运模拟研究

近年来广西近海海域赤潮现象越发频繁,对近海生态环境和海洋渔业产生的负面影响不容忽视。探索赤潮发生的机制,研究其形成机理,是有效监控赤潮和准确预测赤潮的关键。本文利用Finite Volume Coast and Ocean Model (FVCOM)模式构建广西近海水动力模型,使用步长为30 m的细网格计算广西沿海及涠洲岛附近环流,同时利用物质输运模型计算广西近海化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的输运扩散情况。涠洲岛周围海域平均潮差约为2.4 m,最大潮差为4.8 m;平均涨潮时为13.1 h,平均落潮时为8.8 h;涨潮时最大流速为1.02 m/s,涨落潮交替时涠洲岛附近流场相当复杂,岛屿周边常常形成众多小型涡旋。污染物试验结果表明,近海河口排放COD对涠洲岛等离陆地较远的海域影响不大,而来自外海开边界的COD浓度对其作用更为明显;高浓度COD经常在涠洲岛南湾中滞留,COD等值线在涠洲岛处向南弯曲,导致涠洲岛西侧COD浓度比东侧高,而南湾和涠洲岛西北侧正是赤潮频发的地方。上述结果从动力方面表明,涠洲岛附近海域多发性的赤潮和水体富营养化与外海海水输送关系更加密切。     

广西北部湾海域水质污染调查与分析

为全面了解广西北部湾海域水质污染状况,根据广西北部湾海域2021年8月（夏季）和2022年1月（冬季）表层海水调查数据,利用单因子污染指数法、有机污染指数法和综合污染指数法对广西北部湾海域进行水质污染分析和评价。研究表明：广西北部湾海域表层海水夏季和冬季pH、溶解态无机氮（DIN）、溶解态无机磷（DIP）和溶解氧（DO）存在不同程度超标,主要污染物为DIN和DIP,钦州湾和铁山港是各单因子主要超标海域。有机污染方面,仅夏季钦州湾湾内存在1个重度污染站位,在钦州湾和铁山港湾内出现中度污染,夏和冬两季分别占18.5%和13.6%,其余受污染海域同时出现在钦州湾、廉州湾和铁山港,夏和冬两季良好水质仅占3.7%和22.7%,均位于涠洲岛海域。综合污染方面,未发现严重污染水域,仅钦州湾在夏季出现中度污染,轻度污染在夏和冬两季分别占40.7%和31.8%,夏季除涠洲岛外其他海域均受到综合污染,冬季仅钦州湾和铁山港受到综合污染。整体而言,单因子超标率、水体有机污染和综合污染程度在夏季高于冬季,在湾内高于湾外。     

广西海洋水质水文浮标在线监测数据的应用与研究

多参数水质监测浮标是用于海洋水质监测的一种新型仪器,在广西区海洋局的统一安排和部署下,于2013年11月开始在广西沿海重要入海河流、广西沿海重大工业排污口、广西重要港湾、广西赤潮多发区等重点敏感区域布设了16套海洋水质生态监测浮标,并在国家海洋局北海海洋环境监测中心站建设完成浮标系统数据接收控制中心。通过布设自动化水质监控浮标可形成覆盖广西近岸海域重大潜在污染源的水质在线自动监测网络,基本实现实时监控污染物的排放情况和海洋环境的变化情况,做到提前对赤潮、溢油等污染事故的预警预报,为海洋资源开发利用、决策与规划、为海洋环境和生态管理、为科学研究和环境评价提供科学的依据。本文将对该16套水质浮标于2017年1~12月间在广西海域全年的监测数据进行研究。     

深圳湾海域氮磷营养盐变化及富营养化特征

根据 1986?2007 年深圳湾海水水质监测资料, 阐述了氮磷营养盐的变化趋势及其相互关系, 并探讨了深圳湾海域富营养化程度。结果表明, 深圳湾海域水体溶解态无机氮含量年际变化幅度较大, 但总体呈上升趋势。氨氮是溶解态无机氮的主要组成形态, 表明深圳湾无机氮处于热力学不平衡状态。深圳湾海域水体中活性磷酸盐值含量变化幅度比较小, 总体呈下降趋势。深圳湾水体 DIN/ P 值在 1998 年以前呈不断上升趋势, 1998?2002 年之间呈现波动变化, 从 2002 年开始降低, 营养盐含量和组成的改变导致浮游植物群落结构的改变, 深圳湾海域发生的赤潮生物种类有从硅藻向甲藻过渡, 然后从甲藻 向硅藻过渡的趋势;相关分析表明, 溶解态无机氮以及氮磷营养盐之间的相关关系显著( r = 0. 769,p < 0. 01) , 说明氮磷营养盐间有一定程度相似的生物地球化学过程;水体营养状态质量指数显示深圳湾海水富营养化程度很高, 高度富营养化的水体使得深圳湾海域的赤潮日趋频繁, 控制入湾水体污染刻不容缓。     

钦州湾潮流场及污染物输运特征的数值研究

【目的】钦州港作为广西重要的港口,港口快速发展的同时带来污染物排放量的不断增加。为保证钦州湾海洋生态的可持续发展,必须深入分析钦州湾的水交换与污染物输运特征。【方法】基于2010年秋季钦州湾的调查结果,应用ECOMSED模型构建了钦州湾三维潮流与污染物(以COD为例)输运模型。潮流模型的调和常数来自俄勒冈大学的中国海潮汐模型,污染物输运模型的开边界与初始值来自于调查结果。【结果】模型结果与海流调查结果吻合较好。钦州湾平均涨潮时与平均落潮时分别为11.4h与8.7h,对应落潮流大于涨潮流;平均潮差为2.8m,最大潮差4.25m,平均纳潮量约为10.8×108 m3;钦州湾的水体交换半周期为7d,而水体交换80%的时间约为28d;钦州湾COD浓度越往北越大,越靠近湾外越小,COD逐时浓度最大值约为1.27mg·L-1;钦州湾保税港区围填海后金鼓江北端和西侧的COD浓度分别上升约20%和10%。【结论】广西钦州湾保税港区的围填海工程对金鼓江的污染物浓度分布影响较大。     

北部湾近岸海域夏季海洋环境质量评价

【目的】调查和评价广西北部湾近岸海域的污染状况。【方法】2010年6月从广西北部湾近岸海域采集46个海水样品和24个表层沉积物样品,测定海水中14种元素和沉积物中12种元素的含量,并采用单因子指数法和内梅罗指数法对海水及表层沉积物污染特征进行分析和评价。【结果】该海域中海水平均单项污染程度依次为铅无机磷无机氮=锌汞pH值溶解氧化学耗氧量油类铜镉DDT砷总铬,其中铅和无机磷平均含量超过国家一类海水水质标准;表层沉积物中平均单向污染指数大小顺序为砷石油类铅铬锌汞=铜有机碳DDT镉多氯联苯硫化物,平均含量单项污染指数均小于1,主要污染物为砷、石油类、铅、铬。【结论】内梅罗指数综合评价结果显示,广西北部湾近岸海域海水处于较清洁状态,沉积物质量环境状况良好;综合评价结果显示,该海域海水处于清洁状态。     

涠洲岛东南部海域高浓度氮和磷的来源分析

远离陆地的涠洲岛,是广西近海发生赤潮次数最多的海域。据现有调查资料显示,该海域氮含量属于二类水质,磷含量也时有超标,琼州海峡显然是其东南部大量氮磷物质的重要输送通道。本文通过分析多年的漂流瓶漂流路径图,然后结合数值计算结果,得出结论:琼州海峡西行水,主要来自珠江口和粤西沿岸,该地区的污染物质,包括氮磷等营养要素,可能是涠洲岛附近高浓度氮磷的主要来源。     

油茶林生草栽培对地表径流及氮磷流失特征的影响

目的 研究间种草本植物对油茶林地表径流以及随径流流失的溶解态氮磷的影响,以期降低油茶林面源污染风险并改善下游水体环境,为油茶高效生态经营提供参考。方法 选取林下植被覆盖度低的5年生油茶幼林,设计3个试验处理:无间种对照、间种百喜草和间种金鸡菊,每个试验处理面积600 m²,3次重复,同时,在每个试验样地建设水平投影为16 m×7 m的标准径流监测小区,共计9个径流监测区。经过2年的生草处理后,间种百喜草和金鸡菊的油茶林下植被覆盖度从对照的31.13%分别提高到90.47%和80.40%。在此基础上,通过土壤理化性质测定、多场次的地表径流及其氮磷含量的监测,比较各处理样地的地表径流量、土壤侵蚀量、径流溶解态氮(DN)和溶解态磷(DP)流失量的变化特征,分析南方油茶幼林生草栽培对地表径流及氮磷流失的影响。结果 油茶林下间种百喜草和金鸡菊2年后,土壤有机质、全氮及全磷含量均比对照有增加趋势。2020年6—7月,在试验区共观测到5场侵蚀性降雨事件。与对照处理相比,间种百喜草和金鸡菊的处理在5场侵蚀性降雨事件中均显著降低了地表径流量和土壤侵蚀量(P<0.05)。与对照相比,间种百喜草和金鸡菊处理的地表总径流量分别减少了35.04%和33.56%,土壤累积侵蚀量分别减少了83.89%和79.85%。不同场次径流中DN和DP浓度变化趋势不一致,第1和第2场径流中DN浓度较低而DP浓度较高,第4和第5场径流中DN浓度较高而DP浓度较低。所有观测场次的径流DN和DP浓度均值超过了GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中总氮、总磷Ⅴ类标准限值。与对照相比,间种百喜草能够显著降低径流中DN和DP浓度(P<0.05),减少量分别为4.67%和16.88%;而间种金鸡菊后径流DP浓度显著降低了16.88%(P<0.05),但DN浓度却增加了5.14%(P<0.05)。总体上,与对照处理相比,间种百喜草和金鸡菊分别降低了径流DN流失量26.66%和21.49%、径流DP流失量63.06%和50.57%。结论间种百喜草和金鸡菊的油茶林地显著降低了地表径流量和土壤侵蚀量,显著减少了径流溶解态氮磷流失量,相较而言,油茶幼林间种百喜草对林地地表径流及其可溶性氮磷流失的阻控效果比间种金鸡菊的好。     

北仑河口附近海域冬季海洋环境质量评价

【目的】调查和评价广西北仑河口近岸海域的污染状况。【方法】2011年11月从广西北仑河口附近海域在大潮期采集20个海水样品和10个表层沉积物样品,在小潮期采集17个海水样品,分别测定海水中13种元素和沉积物中10种元素的含量,采用单因子指数法和内梅罗指数法对海水及表层沉积物污染特征进行分析和评价。【结果】在大潮期,该海域中海水平均单项污染程度依次为铅锌汞溶解氧化学耗氧量无机氮pH铜油类镉无机磷砷总铬;小潮期海域中海水平均单项污染程度依次为无机磷无机氮油类溶解氧pH化学耗氧量锌汞铅铜镉砷铬;表层沉积物中平均单向污染指数大小顺利分别为石油类铅镉硫化物有机碳锌铜砷汞铬,均达到国家一类沉积物标准,主要污染物为石油类、铅、镉。【结论】广西北仑河口近岸海域海水在大潮期处于较清洁状态,在小潮期处于轻污染状态,沉积物质量环境状况良好。     

钦州湾可溶性化学品泄漏预测

【目的】随着海洋经济发展,钦州湾船舶运输量不断上升,化学品泄漏事故风险也不断增加,因此增强对化学品泄漏事故的应急模拟研究具有重要意义。【方法】应用水动力模型及其物质输运模块对钦州湾金鼓江的可溶性化学品泄漏事故进行情景模拟。【结果】水动力模型结果与实测潮位和实测潮流吻合较好。低潮时发生泄漏,化学品向北漂移,48h后影响范围覆盖金鼓江上游全部水域、保税港区沿海及其以南的外海,污染面积为42.884 0km2;高潮时发生泄漏,48h后污染面积几乎为低潮泄漏时的8倍,影响范围向南超过21°33′N,向北几乎到达茅尾海中部,对茅尾海七十二泾处的养殖以及旅游产业等造成很大的影响。【结论】化学品泄漏事故会对海洋水质环境造成很大负面影响,今后将考虑风场的作用,进一步完善广西近海可溶性化学品泄漏模拟工作,为地方经济发展和海洋环境保护提供科技支撑。     

岸线变化对钦州湾污染物输移扩散的影响

【目的】分析岸线变化对钦州湾污染物输移扩散的影响,为钦州湾岸线开发、海洋环境保护提供科学依据。【方法】在2004-2012年岸线变化的基础上,利用MIKE21数学模型对钦州湾COD扩散进行模拟。【结果】低潮位时COD扩散面积大于高潮位时,小潮期间COD扩散面积大于大潮期间;岸线变化对钦州湾污染物输移扩散有一定影响,岸线变化后,金鼓江口COD扩散面积比岸线变化前稍大,三墩公路与犀牛脚之间COD浓度增量大于2mg/L的区域明显大于岸线变化前。【结论】合理开发利用岸线,对改善钦州湾污染物输运扩散,保护海洋环境具有十分重要的意义。     

钦州湾海上溢油扩散数值模拟

【目的】研究钦州湾海上溢油扩散特征及其影响因素。【方法】在对钦州湾水动力进行数值模拟的基础上,利用MIKE 21/3SA溢油分析模块,对其海上溢油扩散进行数值模拟。【结果】常风况条件下,涨潮时刻发生溢油,溢油先向茅尾海方向漂移,待落潮后退出茅尾海;计算时段内,溢油向茅尾海方向及钦州湾外湾方向漂移的最远距离分别约为17.51km和10.73km,扫海面积约为71.83km~2。落潮时刻发生溢油,溢油则先向钦州湾外湾漂移,待涨潮后转向钦州湾湾颈方向;计算时段内,油膜向钦州湾外湾方向漂移最远距离约17.96km,油污扫海面积约为50.72km~2。【结论】钦州湾溢油漂移扩散特征与溢油发生时刻及风作用密切相关,溢油时刻及风作用对钦州湾溢油漂移扩散的影响不容忽视。     

全新世以来广西主要河口近岸沉积物粘土分布及富集特征

【目的】了解粘土在广西主要河流出海口近岸的分布、变化、联系和富集特征。【方法】对钦州湾-廉州湾近岸浅海区沉积物进行取样测试,分析了4个钻孔43个岩芯样品和表层样品52个,阐明了该河口湾区全新世以来粘土分布、粒级分配、相互联系以及沉积环境、物源与富集。【结果】该区粘土广泛分布,钻孔粘土为0%~48.64%,表层为0%~62.10%,来源以河流和海岸侵蚀为主;垂向上粘土随环境变化而波动,总体上为下降趋势或者波动维持,但自晚全新世1m以来均为转折增加,多是F粒级的升高;粘土最细F粒级为主导因素,粒级分配显示该区粘土有一定的内在稳定性,与陆架浅海反相,高F粒级及其比例具有河相和河口湾指示意义。表层粘土是对全新世以来的继承和发展,F粒级比例在0.65以上,最高达0.84,显示河流影响的稳定性和加强迹象;粘土对动力沉积环境变化响应灵敏,环境选择性强。【结论】结合了粘土本底值的表层沉积物粘土富集系数C/C′显示,粘土主要在钦州湾口水下斜坡、钦州湾口与三娘湾的结合部近岸以及湾口西南部富集,与潮流控制的低能动力沉积环境分区相对应。     

莱州湾西部海域营养盐分布特征及营养化程度评价

【目的】对莱州湾西部海域的无机氮和磷酸盐分布情况进行分析,了解和掌握莱州湾西部海域的环境质量状况。【方法】以2011年8月该海域的监测数据为基础,分析该海域水质营养盐分布特征,并对营养化情况进行评价。【结果】莱州湾西部调查海域营养盐总体呈自西向东递减的趋势,河口附近为营养盐的高浓度区;相关性分析表明,盐度与无机氮、磷酸盐、COD呈显著负相关性(P0.01),而COD和无机氮、磷酸盐呈显著正相关性(P0.01);莱州湾西部调查海域无机氮污染较严重,调查海域所有调查站位的无机氮含量超《海水水质标准》(GB 3097—1997)的第一类海水水质标准,而磷酸盐含量则有37%调查站位超《海水水质标准》(GB 3097—1997)的第一类海水水质标准。【结论】莱州湾西部调查海域富营养化较严重,相关环保部门应加强监管,严格控制陆源污染。     

钦州湾潮流季节变化特征

【目的】为科学开发和利用钦州湾的海洋资源,研究钦州湾潮流季节性变化特征。【方法】收集2006~2012年钦州湾潮流实测资料,结合准调和分析方法,初步获得茅尾海以及钦州湾外湾潮流季节特征。【结果】茅尾海夏季潮流显著强于冬季,潮汐河口夏季受径流影响强烈。外湾夏、秋季节潮流强于冬节,西水道潮流较强,中水道次之,东水道相对较弱;三墩公路建设导致其东侧浅滩潮流明显增强。除夏季潮汐河口余流较大外,钦州湾余流普遍不强。【结论】钦州湾属不规则全日潮海区,潮流运动形式为往复流,落潮流速一般大于涨潮流速,涨潮历时长于落潮历时;龙门水道潮流动力最为强劲,其次为其它主流潮汐通道。     

大规模填海工程对钦州湾水动力环境的影响

【目的】研究钦州湾大规模填海工程导致的水动力环境变化。【方法】构建一个平面二维潮流数学模型,并利用2007年与2009年实测水文资料对模型进行验证,模型较好地模拟了钦州湾的潮流运动规律。进一步计算分析了2008~2012年钦州湾大规模填海建设前后水动力变化状况。【结果】结果显示:钦州湾东航道、金鼓江航道浚深导致航道内流速减小,最大减小量约0.145m/s;三墩公路建设导致其西侧流速明显缩小,最大减小量约0.224m/s,而其东侧流速显著增大,增量最大达0.322m/s。【结论】大规模填海工程导致钦州湾2012年水体体积比2008年缩小约2.21%;钦州湾水交换能力变弱,海水半交换周期最大增加0.56d。     

基于自动监测和Sentinel-2影像的钦州湾溶解氧反演模型研究

钦州湾是广西近岸海域水质较差的区域,为及时了解钦州湾海域水质状况,本文借助遥感水质监测技术范围广、快速、连续、可视化程度高的优势,以高分辨率遥感卫星Sentinel-2影像数据为数据源,结合广西近岸海域自动监测数据,通过一元与多元,线性与非线性的回归分析方法建立钦州湾溶解氧浓度反演模型。研究表明,在构建的370个波段组合中,最佳波段组合分别是1/B3、lnB3/（lnB1+lnB2）和B3/（B1+B2）,其Pearson相关系数（R）分别为0.905 2,-0.897 0和-0.889 2。钦州湾溶解氧浓度反演模型中,逐步回归模型拥有最低的平均相对误差MRE （6.47%）,最低的均方根误差RMSE （0.584 5）,同时模型验证精度R²为0.654 3,稳定性较佳。本文突破了广西近岸海域传统监测的局限性,同时为钦州湾溶解氧遥感监测提供参考。