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.     

铁山港航道Ⅲ标段疏浚工程造成的水动力改变研究

铁山港作为广西北部湾经济区中转运输枢纽港区,其拓宽浚深工程对港区发展意义重大.本研究基于MIKE21数值模型,在Ⅲ标段疏浚工程光滩和红树林区域采用不同的曼宁系数,计算工程前后水动力的改变情况.结果表明:工程建设前,航道附近涨急最大流速为50.4 cm/s,落急最大流速为68.2 cm/s;工程建设后,航道附近涨急最大流...     

江苏省条子泥围垦对周边海域浊度影响分析

该文通过布放在条子泥围垦区附近的浮标观测数据,分析了围垦工程与周围海域悬浮泥沙的变化关系。通过对比位于黄沙洋、苦水洋和西洋的3个浮标各个季节的浊度、流速和波浪数据,发现2012年夏季至2013年冬季,浮标所在海域浊度明显增高,近岸水体浊度高于远海,而水动力条件增大幅度有限,西洋浮标所在海域夏秋两季有效波高和流速较冬春两季没有明显增大,黄沙洋和苦水洋水动力只有一定幅度的增大。因此判断"条子泥围垦"项目对该海域浊度有一定的影响。     

铁山港湾港口总体规划用海对海水动力环境的影响预测

【目的】研究铁山港湾港口总体规划工程的建设对周边海域潮位、纳潮量和流场3个方面的影响。【方法】采用二维潮流数学模型对铁山港湾海域的潮流场进行数值模拟,分析工程前后水动力变化情况。【结果】铁山港港口总体规划实施后,石头埠站、沙田站和安铺站最高潮位均有所增加,增加幅度分别为0.03m,0.11m,0.10m;石头埠断面潮流涨急流速略有减小,平均减小幅度为0.06m/s,落急流速略有增加,平均增加幅度为0.06m/s;沙田断面涨落潮流速均略有增大,增加幅度为0.11~0.17m/s;安铺断面主槽区流速基本上无变化;工程后石头埠、沙田和安铺3个断面的纳潮量均有不同程度的增加,分别为1.8%,3.1%和4.3%,沙田断面单宽纳潮量变化不大。【结论】港口总体规划工程实施后,铁山湾内涨潮时流速较小、落潮时流速较大的分布规律没有改变,对铁山港水动力环境影响较小。     

近岸波动平均水动力方程与波浪漫滩边界耦合的理论模型

波浪漫滩不仅影响局地水动力,对邻近拍岸浪区的水动力和泥沙运动也有重要影响。但是,近岸波动平均的流场计算尚没有包含波浪漫滩边界的影响。本文建立包含拍岸浪区的近岸波动平均水动力方程,它耦合了波浪漫滩区水流积分的波动平均方程。拍岸浪区和波浪漫滩区相互作用机制是水体、动量交换,它们由波浪漫滩区水流的波动平均值或水流积分的波动平均值提供,可以根据波浪漫滩区海滩坡度、海底摩擦及与拍岸浪区交界位置的波高、波向、波周期计算。这些水体和动量交换项可以作为近岸波动平均水动力方程的波浪漫滩边界条件,为考虑波浪漫滩影响的近岸波动平均流场计算提供理论基础。     

围垦工程对温州近海及河口水动力的影响

基于温州近海及河口二维水流数值计算模式,以2002年为基准水平年(现状),针对温州市近期、中期和远期围垦工程,从水(潮)位、流速和潮量3个方面探讨了围垦工程对近海及河口水动力的影响.计算结果表明:近、中期围垦工程实施后,洪季和枯季时瓯江口内最高潮位均略有减小,北口的涨、落潮量均增大3%～4%左右,而落潮总量和平均流速基本没有变化.远期工程尤其是瓯江南口围垦工程实施后,瓯江口内最高潮位洪季时增大而枯季时减小,涨、落潮最大流速均有所增大,北口潮量变化较为明显,枯季时潮量减少10%左右,鳌江口、飞云江口附近的落潮流速略有增大,而涨潮流速略有减小.南口围垦工程对瓯江口内潮位和涨落潮流速变化的影响最为明显,对维护北口的深水航道有一定的益处,但也要进一步加强对瓯江北口两岸岸滩稳定性的监测.     

大丰港匡围工程对潮流泥沙影响的模拟研究

建立了大丰港临近海域平面二维潮流泥沙数值模型,模拟计算了研究区域大小潮特征时刻的水沙空间分布特征。模型利用实测数据进行验证,计算结果与实测潮位、流速、流向及含沙量数据吻合良好。在模型验证良好的基础上,模拟围垦工程建设前后周围流场和悬沙场的变化。研究发现:围垦工程使得工程向海一侧流速减小。对于悬沙浓度,涨急时刻工程北部含沙量减小,落急时刻工程向海测含沙量增大。     

长江口外近岸环流对厄尔尼诺事件的响应

建立了东中国海环流大模型,在此基础上建立包含长江口、杭州湾及邻近海域在内的区域环流模型,较准确地刻画东中国海外海流系和沿岸流系,以及长江口外精细的流系结构。选择典型厄尔尼诺年,模拟长江口外近岸环流的异常变化,探讨长江口外近岸环流与厄尔尼诺事件的响应关系。研究表明:长江口外近岸环流与厄尔尼诺事件存在强烈的响应关系,冬季厄尔尼诺现象发生时长江口及邻近海域的环流明显减弱;台湾暖流受厄尔尼诺事件影响程度显著,流速减小、流幅变窄,台湾暖流对长江口外近岸环流的影响也因此减弱。     

雷州半岛东部近岸海域潮流特征分析

为进一步研究雷州半岛东部近岸海域的潮流分布规律,采用准调和分析的方法,对2012年8—9月雷州半岛东部海域海洋观测获取的潮流数据进行分析,探讨该海域的潮流性质、实测潮流统计特征、潮流运动形式、最大可能潮流流速和余流的分布特征。研究结果表明:雷州半岛东部海域为不规则全日潮流,涨潮段流速大于落潮段流速,最大流速基本都出现在表层。近岸浅水测站涨、落潮流平均流向基本沿海岸线方向,呈往复流,深水测站基本呈旋转流,区域性变化显著。潮流的可能最大流速出现在C9测站的表层,余流主要受风况、地形因素影响,强度较小,一般在10 cm/s以下。本研究结果可为雷州半岛东部海域的数值模型验证和工程应用研究提供重要参考。     

秦皇岛筏式养殖对水动力和污染物输运的影响

随着秦皇岛近海筏式养殖产量增加和养殖规模的扩大,大量养殖网笼的布置改变了近岸海洋动力环境特性.结合筏式养殖物理模型试验和实测资料对水动力和水质数学模型进行率定和验证,运用验证好的数学模型,模拟秦皇岛有无养殖区条件下近岸海域水动力和污染物输运过程,探究筏式养殖区对海域水动力和污染物输运的影响机制.结果表明:养殖区对海域水流有明显的阻碍作用,区内流速明显减小;高密度养殖区较低密度养殖区流速减小幅度大;养殖区阻碍了污染物的输运,对污染输运的影响集中在养殖区内部,且影响程度向外海递减.     

基于Keyhole和Landsat MSS融合影像的土地利用变化监测研究—以杭州湾南岸为例

以杭州湾南岸为研究区,利用1980年9月20日的Keyhole遥感影像与同一时期的Landsat MSS遥感影像,通过融合处理,获得既具有高空间分辨率又有多光谱分辨率的历史遥感影像,填补历史高分辨率遥感影像的空缺．研究结果将历史土地利用类型变化监测时间序列推前的同时,提高杭州湾南岸土地利用变化监测的精度．研究中将使用历史融合影像对杭州湾土地利用类型变化进行监测,同时结合1990—2020年4景Landsat遥感影像,获得杭州湾南岸地区近41年的土地利用情况,辅以前人的目视解译结果图,得到分类精度>90%的土地覆被利用分类结果．从面积变化、类型转化、年均变化率3方面分析讨论了1980—2020年间杭州湾南岸地区土地利用的时空变化特征．结果表明:1980—1990年,杭州湾南岸库塘呈减少的趋势,耕地逐渐向海岸地区扩张;1990—2020年,城市的扩张面积不断增加且呈现向海岸扩张的趋势,库塘的面积增加明显,主要表现在人工养殖场继续向海岸扩张．城市的发展是影响杭州湾南岸土地利用变化的主要因素,并且在杭州湾城市规划的同时应该充分考虑其生态环境的问题,加强自然湿地保护,严格控制自然湿地的开发规模,坚持可持续发展,在保护湿地的基础上进行合理的开发利用．      

钦州湾三维潮流数值模拟

采用潮流控制方程和湍流封闭方程构建完整的三维浅海潮波定解方程组,通过建立钦州湾三维潮流数值模型来重现计算钦州湾的潮位和潮流变化状况．模拟结果与同步进行的岸边潮位及海上潮流的观测值校验结果表明,实测潮位资料与对应时间的计算结果吻合良好,潮位变化为1d中出现1次高潮和1次低潮,1个月内出现2次大潮和2次小潮,大潮潮流约4．Om,小潮潮流约1．Om．实测潮流与对应时间的计算结果十分接近．最大流发生时刻、转流时间以及潮流性质与计算结果相差不大,潮流速度和潮流方向也与计算结果较为一致．模拟计算结果真实地反映钦州湾的潮位变化和潮流运动状况。     

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。     

基于HJ CCD的杭州湾海域水质评价

【目的】筛选适用于杭州湾海域卫星遥感反演算法的水质参数,探明基于HJ CCD的研究区遥感水质评价方法。【方法】利用有色可溶性有机物(CDOM)、透明度(SD)、叶绿素a(Chl a)及总磷(TP)的遥感定量反演结果,分析最差因子判别法、均值法、内梅罗指数法及模糊综合评价法的优劣。【结果】与其它3种评价方法相比,模糊综合评价法突出了HJ CCD高空间分辨率特性,较为完整地评价出杭州湾海域水质类别,与海洋环境状况公报中的评价结果具有较好的一致性。【结论】选用恰当的水质评价方法,高分辨率的环境卫星可以用于我国近岸海域水质日常评价分析。     

杭州湾水体污染的遥感监测应用研究

杭州湾是我国近海岸污染较为严重的区域,传统技术监测污染源面临困难.文章运用遥感技术对杭州湾附近的排污点进行动态监测,快速定位污染源的位置并圈定被污染的水体范围.监测结果发现研究区域内共有13处污染源,其中12处分布在杭州湾南岸,1处分布在杭州湾北岸,水体污染最严重地区为杭州市萧山区,该区域内发现污染源共10处.结合野外实地调查资料,分析污染源的扩散趋势、影响范围和原因,为杭州湾地区的水资源保护和规划提供准确信息.     

龙凤头海滩修复工程与波流动力响应特性

基于MIKE 21软件建立平潭龙凤头海滩修复工程海域双重嵌套二维潮流和波浪耦合数学模型,并将验证后的模型运用到工程设计方案实施前后潮流场及波浪场的模拟,比较分析水动力的变化.研究结果表明:平潭海域潮汐类型属于正规半日潮,8月大潮潮差约为5m,潮汐强;海坛湾内潮流总体表现为往复流特征,湾口流速最大,湾内流速较小,湾顶流速最小;北端防波堤大大减少了南北水体交换,内侧落潮流调整为沿堤流;堤头处挑流作用明显,流速增加,形成明显的旋转流;南北端防波堤对其内侧一定范围海域有掩护作用,波高削减显著,受掩护岸线长度略大于防波堤长度;堤头处受波浪折射作用影响,波能辐聚,波高增大.工程后海滩中部岸段波高及流速削减不明显,建议增设离岸堤加强海滩保护.     

滩涂围垦对沿海水闸排水的影响

以江苏东台市的梁垛闸及东台闸为例，计算了参与闸下流槽的各种落潮水量的组成及其围垦前后落潮滩面归槽水量的变化，认为我扌潮上带围垦在一船潮汛下影响不大；而在风暴潮或秋季大潮讯时有一定影响，但可通过增加２－３次冲淤保港水量来解决。     

Seasonal oscillations in water exchange between aquifers and the coastal ocean

Ground water of both terrestrial and marine origin flows into coastal surface waters as submarine groundwater discharge, and constitutes an important source of nutrients, contaminants and trace elements to the coastal ocean. Large saline discharges have been observed by direct measurements and inferred from geochemical tracers, but sufficient seawater inflow has not been observed to balance this outflow. Geochemical tracers also suggest a time lag between changes in submarine groundwater discharge rates and the seasonal oscillations of inland recharge that drive groundwater flow towards the coast. Here we use measurements of hydraulic gradients and offshore fluxes taken at Waquoit Bay, Massachusetts, together with a modelling study of a generalized coastal groundwater system to show that a shift in the freshwater-saltwater interface-controlled by seasonal changes in water table elevation-can explain large saline discharges that lag inland recharge cycles. We find that sea water is drawn into aquifers as the freshwater-saltwater interface moves landward during winter, and discharges back into coastal waters as the interface moves seaward in summer. Our results demonstrate the connection between the seasonal hydrologic cycle inland and the saline groundwater system in coastal aquifers, and suggest a potentially important seasonality in the chemical loading of coastal waters.     

江苏南部沿海越冬水鸟群落结构及多样性分析

【目的】 江苏南部沿海不仅是鸟类迁徙路线上鸻鹬类重要的停歇地,还是众多雁鸭类等水鸟重要的越冬地。对江苏南部沿海越冬鸟类的种群动态及其生境利用状况进行调查,为越冬鸟类及其越冬地的生境管理提供参考。【方法】 采用样点法结合样线法对江苏南部包括东台条子泥、如东小洋口、通州湾、吕四港、启东黄金海滩的沿海滩涂、河口、围湖、高潮栖息地等区域进行调查,依据调查区域内水鸟栖息地分布及活动特点,对越冬水鸟群落结构和各调查区域越冬水鸟的多样性进行分析。【结果】 共记录江苏南部沿海越冬水鸟41种35 353只鸟类个体,隶属于6目10科;雁形目占总个体数的52.50%,鸻形目占总个体数的33.02%;人工鱼塘和泥质滩涂生境内越冬水鸟个体数均超过1万只,高于米草滩涂、滩涂围湖和芦苇塘等生境;从物种数来看,江苏南部沿海越冬的雁鸭类物种数高于越冬的鸻鹬类;在多样性指数上,东台条子泥越冬的水鸟物种多样性最高,其次为吕四港、黄金海滩、小洋口、通州湾。【结论】 在自然湿地退化的背景下,人工湿地作为鸟类越冬的替代生境,起到了越来越重要的作用,合理调控的人工生境为越冬水鸟提供了栖息地;互花米草的入侵对江苏南部越冬水鸟产生了复杂的生态影响,芦苇群落生境破碎化以及侵占泥质滩涂等都将使雁鸭类和鸻鹬类赖以生存的栖息地不断减少,互花米草的快速扩增,对沿海鸟类群落数量及分布的负面影响逐渐显现。