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。     

广西铁山港海域环境容量及排污口位置优选研究

用交替方向隐式法（ADI法）模拟铁山港海域COD潮扩散,计算铁山港海域COD环境容量。铁山港海域内,石头埠至老鸦以北海域环境容量小,而肋至三合以北海域环境容量大。说明港内海域允许容纳的污染物要比港外的少。石头埠至北暮近海两槽区,水深流强,水交换能力较强,是排污口的良好位置。     

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。     

北海近岸海域化学需氧量分布特征及其影响因素研究

【目的】系统分析北海近岸海域化学需氧量(COD)的平面分布特征及季节变化,探讨不同环境要素对COD分布的影响。【方法】根据2010年6月~2011年3月期间在北海近岸海域4个航次20个站位的生态环境调查数据,采用标准指数法、相关性系统法等对该海域的COD时空分布及其环境影响因子进行分析讨论。【结果】COD高值区及超标的站位主要位于河口附近海域,其余大部分海域COD标准指数均1,处于一类海水水质范围。除夏季外,调查海域各个季节COD浓度与温度之间的相关系数均为正值,且大于0.45;各季节COD浓度与盐度之间的相关系数普遍高于0.5,两者之间呈较好的负相关关系;春、夏及秋季COD与叶绿素之间的相关指数均较高;COD与悬浮物含量呈正相关性,除夏季较小相关系数为0.596外,其余季节的相关系数均在0.7以上。【结论】各季节调查海域表层海水COD的平面分布特征基本一致,主要表现为近岸高、外海低,由沿岸向离岸方向呈逐渐降低的趋势。COD主要来源于陆源输入,尤其是河流输入。     

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。     

丁字湾物质输运及水交换能力研究

通过建立丁字湾三维潮流模式、污染物输运模式计算了该湾COD浓度分布，定量分析了丁字湾的水交换能力，较为精确地计算出丁字湾内水交换率和水交换半更换期的空间分布。计算结果表明，当湾中部水交换50％时，湾口水交换达80％，湾底仅为20％－40％；丁字湾湾口的半更换期为1－5d，湾中部为18－20d，湾顶为24－32d。     

广西沿海赤潮多发区高浓度氮磷营养元素来源探讨

【目的】探讨广西沿海赤潮多发区氮磷营养元素的来源,分析广西沿海赤潮发生的影响因素,为预防或减少赤潮灾害发生、保护海洋生态环境提供科学依据。【方法】现场调查以钦州湾海域为研究对象,测定表层海水的溶解态氮(DN)、溶解态磷(DP)含量并分析其分布特征,结合历史资料追溯高浓度DN、DP来源及污染物输运过程。【结果】钦州湾内高浓度DN、DP分布区与入海陆源工业污染排放区不一致,离工业污染区近的地方DN、DP浓度偏低,而离工业污染区远的地方DN、DP浓度反而偏高。【结论】广西主要入海河流各类污染物的增加以及不同的海域通过动力途径输送而来的海水可能是广西沿海赤潮多发区的高浓度氮磷营养元素的主要来源。     

防城港近岸表层水化学需氧量的周年变化特征

【目的】分析防城港近岸海域表层水化学需氧量(COD)的平面分布及周年变化特征,并探讨海域表层水COD分布与不同环境要素的相关性。【方法】根据2010年6月至2011年3月在防城港近岸海域4个航次12个站位的生态环境调查数据,采用标准指数法、相关性系统法等对该海域表层水的COD时空分布及其环境影响因子进行分析讨论。【结果】COD超标的站位位于西湾顶部的防城江入海口附近海域,其余站位COD标准指数均1,处于一类海水水质范围。调查海域各季节COD浓度与水温之间的相关系数均为正值,其中春季最高为0.575;各季节COD浓度与盐度呈显著负相关,其相关系数均高于0.860(P0.01);在春、冬两季COD与叶绿素a之间的相关指数较高,分别为0.910(P0.01)及0.957(P0.01),呈显著正相关,夏、秋两季COD与叶绿素a的相关系数较低,分别为0.606和0.592;COD与悬浮物含量呈正相关,冬季较小,相关系数为0.478,其次为秋季0.694,春、夏季节的相关系数均在0.800以上。【结论】调查期间,防城港海域各季节表层海水COD的平面分布特征基本一致,均体现为近岸高、外海低,由沿岸向离岸方向呈逐渐降低的趋势。其COD主要来源于陆源输入,尤其是河流输入,同时还会受浮游植物等的影响。     

秦皇岛海域洪季水动力及污染物扩散数值模拟

基于实测资料验证的秦皇岛近岸海域二维水动力和污染物扩散模型,研究了秦皇岛近岸海域洪季大潮水文条件下的水动力和污染物扩散分布特征,并在此基础上分析了风对秦皇岛近岸海域水动力和污染物扩散的影响.研究发现,秦皇岛近岸海域落潮流为东北(NE)向,涨潮流为西南(SW)向.在渤海夏季风作用下,秦皇岛近岸海域整体水位略有降低;落憩时刻,石河口以北海域流速降低,石河口以南海域流速增加;涨憩时刻,石河口以北海域流速略有增加,戴河口至滦河口间海域流速降低.化学需氧量(COD)扩散方向与涨落潮方向一致,涨落憩时刻,COD浓度均在滦河口以南海域降低,洋河口以北海域增加.     

北仑河口近岸海域生态健康分析与评价

【目的】对北仑河口近岸海域生态环境质量现状进行分析,评价该海域的生态系统健康状况。【方法】根据2011年11月对广西北仑河口近岸海域海洋的调查结果,采用《近岸海洋生态健康评价指南》中的河口及海湾生态系统健康评价方法对该海域的生态系统健康状况进行分析与评价。【结果】水环境健康指数、沉积环境健康指数、生物残毒健康指数、栖息地健康指数、生物健康指数分别为11.73、10.00、9.00、10.00、14.24,海域生态系统健康指数为54.97。表明,北仑河口近岸海域水环境和沉积环境都处于健康状态,未受生物残毒污染,而栖息地和生物指标分别处于亚健康和不健康状态;虽然水环境判定为健康状态,但其健康指数已接近亚健康标准阈值,且已呈现富营养化。【结论】综合5类评价因子的评价结果,判定北仑河口近岸海域的生态环境处于亚健康状态。     

廉州湾近岸的海水理化要素含量的变化特征

根据2003年7月至2004年6月廉州湾近岸水质监测资料,以DIN、PO4-P、COD为富营养化评价指标,分析廉州湾近岸海水理化要素测值的变化特征。结果表明,廉州湾内河口区海水富营养化程度分布较高,湾口区相对较低;水温季节变化不大,盐度春夏季低秋冬高,pH值季节变化不明显,COD夏季明显高于春季,活性硅酸盐冬季较低,DIN春季高于冬季,PO4-P春季大于冬季,廉州湾沿岸水质变化的主要原因与河口径流、沿岸河水、水产养殖排放物有关。     

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。     

钦州湾外湾东北部近岸区域大型底栖动物群落特征

【目的】研究钦州湾外湾东北部近岸区域大型底栖动物群落结构,判断其受环境干扰的程度,并分析其多样性指数与环境因子之间的相关性。【方法】2010年6月和12月,采用拖网法进行底栖生物样品采集。使用PRIMER和SPSS软件对调查所得数据进行分析。【结果】共采集到大型底栖动物种类148种,其中软体动物57种,节肢动物42种,底栖鱼类20种,其他动物共29种。【结论】调查区域大型底栖动物夏季可划分为3个群落,冬季可划分为2个群落。夏季多样性好于冬季,但冬季各站之间多样性变化范围较小。有少数站位受到中度干扰,个别站位受到稍微干扰。夏季大型底栖动物种类数与悬浮物含量呈显著负相关,生物量、丰度、种类数均与沉积物中的油类含量呈显著负相关,均匀度与沉积物中值粒径呈显著负相关,丰度与沉积物的中值粒径呈显著正相关,Shannon-Wiener指数与沉积物中的粘土含量呈显著正相关;冬季种类数与水体中的盐度、pH值、溶解氧呈显著正相关,与水质中的油类含量呈显著负相关,丰富度指数与溶解氧呈显著正相关。     

独墅湖枯水期水动力与水质状况分析

【目的】研究分析独墅湖的水动力和水质状况。【方法】采用现场调查的方法,对独墅湖枯水期多个测点的水动力和水质状况进行取样分析。【结果】独墅湖水面坡降、水流流速和进出湖流量都非常小,不利于污染物质随水流排出。水质方面总磷(TP)、总氮(TN)和化学需氧量(CODMn)等因子含量高的水域溶解氧(DO)含量低而叶绿素a含量高,反之亦然。【结论】受周围河网影响,独墅湖水体中TP和TN含量非常高,已属于富营养化,需要对进出湖污染物和过度养殖的影响进一步研究,为采取相关措施改善独墅湖水质提供参考。     

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。