张燕[1]2004年在《胶州湾非保守物质水质模型研究》文中指出我国近岸海域赤潮频发，氮、磷列入海洋主要污染控制指标，反映了海洋污染的现状。发展非保守物质水质预测技术是一项基础工作。 基于美国普林斯顿大学建立的ECOM模型，结合近年来胶州湾海域岸形变化对潮流场进行模拟，为水质模型提供流场。分析了近岸海域影响氮、磷含量及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，以海水温度和光强作为外强迫，模拟了胶州湾海域夏季各状态变量的时空分布。最后，讨论了陆地径流输入、生物过程对氮、磷浓度时空分布的影响，同时对胶州湾海域夏季浮游植物、浮游动物的时空分布进行初步探讨。 与实测资料对比表明，模式能够较好的模拟出胶州湾夏季氮、磷浓度及浮游植物、浮游动物时空变化特征。计算结果表明，在湾北部、东部，无机氮、磷酸盐的含量较高，整个夏季均维持一个相对较高的水平。在湾北部浮游植物、浮游动物的生物量含量较高。浮游植物、浮游动物会在8月份中旬出现一个峰值。 胶州湾口狭窄，北部海域水交换滞缓，同时入海河流较多，认为这是造成北部海域氮、磷营养盐的含量较高的主要原因。浮游植物、浮游动物的分布，一定程度上也影响了氮、磷的分布，在湾西北部磷酸盐含量较低，认为是由于此海域浮游植物过多的摄取而造成的。 对模型参数敏感性分析表明，营养盐对各参数敏感度均较低。浮游植物对较多参数均敏感。相对而言，温度影响函数中的常数(Q_(10))、浮游植物最大生长率、浮游动物对浮游植物的最大捕食率、以及浮游动物对浮游植物捕食过程函数中的常数，都是较敏感的参数。 本文以非保守物质为研究对象，发展非保守物质(氮、磷)的水质预测技术，为氮、磷的环境容量研究提供手段和方法，为总量控制方案的编制提供依据。
张燕[2]2007年在《海湾入海污染物总量控制方法与应用研究》文中认为污染物总量控制已成为我国水污染防治的一项重要举措,是实行水资源保护目标管理的重要依据,也是开展水资源保护规划工作的基础。进行海湾入海污染物总量控制研究对保护和恢复海洋环境,协调和促进沿海经济发展与海洋的合理开发利用,实现海洋经济的可持续发展具有重要意义。本文针对目前入海污染物总量控制中对氮磷等营养盐和非点源污染研究工作的不足,进行了海湾入海污染物总量控制方法与应用研究。研究成果及结论主要包括以下几个方面:1.建立了胶州湾叁维非保守物质水质模型。以WASP5中的富营养化模块为基本框架,并耦合了ECOM-si水动力模型,从而建立了胶州湾八个状态变量的水质数值模型,并且用观测数据进行了校验和修正,为氮磷等非保守物质的环境容量计算打下了基础,为胶州湾水质规划与管理提供了科学依据。2.改进了环境容量计算及总量分配优化模型。以往的环境容量研究中常将氮磷等营养盐作为保守物质对待,而且非点源污染在污染负荷分配研究中亦考虑不足。鉴于此,本文通过在水质约束方程中引入生物化学作用对氮磷等营养盐变化的影响及非点源污染对水质浓度变化的贡献,提出了氮磷等非保守物质环境容量计算方法以及将非点源纳入总量控制的方法,对环境容量计算及总量分配优化模型进行了改进。3.根据2005年胶州湾环境现状调查资料,分别采用隶属度加权综合平均水质级别法、模糊综合评价模型和等标污染负荷法,对胶州湾综合水质、富营养化状况、污染源进行了评价。结果表明:胶州湾海域整体水质水平属于Ⅱ类水质;胶州湾沿岸海域富营养化水平较高,中央海域和南部海域营养水平较低;河流输入等标污染负荷比达88.42%,成为胶州湾污染物最主要的来源;化学需氧量、氨氮和总磷,等标污染负荷比分别为34.43%、33.14%、29.95%,是胶州湾主要的入海污染物。4.采用非保守物质水质模型,模拟了胶州湾2005.5~2006.5期间氨氮、硝氮、活性磷酸盐的时空分布,估算了营养盐年循环收支。结果表明:受陆源污染物输入的影响,在胶州湾东岸、胶州湾北部墨水河口海域营养盐浓度较高,在东岸形成了一条贯穿南北的污染带;氨氮和活性磷酸盐都经历了春夏的减少和秋冬的补充,浮游植物生物量的变化对胶州湾水体中营养盐的浓度变化具有下行控制作用。在胶州湾海域,浮游植物在营养盐循环中起了重要的作用,光合作用吸收成为氨氮和活性磷酸盐最大的汇,陆源输入是其最大的源;由于氨氮对硝氮吸收有抑制作用,光合作用消耗的硝酸盐较少,对流输运成为其最大的汇,硝化作用转化是其最大的源。经过一年的循环,氨氮、硝酸盐和活性磷酸盐分别增加了438t、116t、138t。5.模拟了胶州湾2005.5~2006.5期间溶解氧、化学需氧量的时空分布,模拟的DO和COD的变化趋势与观测值较吻合。与营养盐分布不同,溶解氧浓度湾外高于湾内,湾中央高于沿岸。溶解氧浓度年内波动较小,冬季含量较高,夏秋季含量较低。6.模拟了胶州湾浮游植物生物量、初级生产力年变化,从模型的角度估算了f比,对初级生产力的结构进行了探讨。结果表明:胶州湾海域浮游植物生物量周年变化呈双峰型特征,峰值分别出现在夏季和春季;模拟的初级生产力夏季最高,春、秋季次之,冬季最低;模拟的浮游植物生物量和初级生产力年变化趋势与观测值符合较好。模型估算胶州湾f比值约为0.61,这表明胶州湾具有较高的新生产力水平,同时证明了氮源划分基础上的15N同位素示踪方法容易低估胶州湾的新生产力水平。7.通过数值实验定量讨论了生态系统对污染物河流输入量变化的响应。结果表明:河流污染物输入变化对东部沿岸的水质影响最大,对胶州湾南部海域影响最小;浮游植物对河流污染物输入变化最敏感,溶解氧最不敏感,当河流输入减少75%时,在大沽河口附近海域浮游植物生物量减少了79.8%,溶解氧浓度变化仅为3.5%。8.预测了非点源污染对胶州湾水质浓度的贡献和生物化学过程对胶州湾水质变化的影响,并在此基础上应用环境容量计算及总量分配优化模型,计算得到胶州湾化学需氧量、无机氮、活性磷酸盐的环境容量,分别为84601t/a、5085.3t/a和633.3t/a。将环境容量在主要排污单元进行了分配,基于2010年污染物入海通量预测,提出了各排污单元的污染物排放削减方案。结果表明:对于营养盐而言,只有在水交换活跃的团岛附近海域有剩余环境容量,其他排污单元均需削减,位于胶州湾东北部的墨水河排污单元和娄山河排污单元削减率最高,均达85%以上,大沽河和李村河排污单元削减率均达36%以上,海泊河和前湾排污单元削减率则相对较低。文章最后对全文工作进行了总结,并提出了有待进一步研究的问题。
王娜[3]2008年在《胶州湾二维水动力及水质数值模拟的研究》文中提出海洋是一个富饶而又未被充分开发的资源宝库,海洋必将是人类实现可持续发展的重要空间。胶州湾是青岛市形成和发展的摇篮。但伴随着城市化的进程和沿岸经济的迅猛发展,排入胶州湾的污染物总量不断增加,使胶州湾近岸海域的污染呈现加重趋势。在近岸海域,潮流是最主要的水动力条件,也是这些地区最基本的物质运动,污染物伴随着潮流的运动而迁移扩散。为了保护胶州湾,防止湾内环境的恶化,必须了解潮流运动以及污染物质的输移扩散规律。本文建立了二维水动力学模型,并将它应用于胶州湾;控制方程采用有限差分ADI法进行离散,使用矩形网格划分方法,运用干湿判别法对动边界进行处理,对胶州湾内的潮流运动进行了模拟,与实测值吻合良好。在水动力学模型的基础上,建立了污染物扩散模型,并对胶州湾内2001年污染物COD、氮、磷浓度进行了模拟,与实测值吻合较好。本文将随机因素引入数学模型,在微分方程的输入条件中考虑不确定性条件,进而研究输出结果的概率特性。在模型中,考虑通过改变水边界条件、改变扩散系数来观察污染物COD最大浓度的变化趋势,并得出了基于一定概率水平的置信区间。通过以上工作,对胶州湾的潮流运动状况和污染物扩散状况有了一个较全面的体现,为以后的胶州湾研究工作提供了参考依据。
邹涛[4]2012年在《夏季胶州湾入海污染物总量控制研究》文中研究说明近年来，随着沿岸社会、经济的快速发展，人口趋海化、经济趋海化形势日益加剧，近岸水体环境污染面临着严峻的形势。入海污染物总量控制作为一种有效连接陆域、海域的管理措施，已成为近岸水体污染防治的一项重要举措，是进行近岸污染控制规划的基础。本文以中国北方受人为活动影响较为显着的典型海湾—胶州湾为研究对象，针对目前研究中存在的时间尺度、动力过程、不确定性等研究不足，在分析胶州湾水质及污染负荷现状基础上，从季节尺度、潮周期尺度研究入海污染物总量控制。针对夏季水动力过程、污染负荷的季节特征和潮过程的周期性特征，采用基于POM的叁维漫滩水质模型与优化模型，计算了夏季和潮周期的胶州湾入海污染物总量及其优化分配量，讨论了源强随机变化和响应系数场的不确定性，并借助情景分析、决策分析探讨了污染物总量控制的管理措施。主要工作和结论如下：1、在对胶州湾历史资料和文献资料分析的基础上，总结胶州湾面临的主要环境压力。为全面了解胶州湾环境状态，根据2010年8月多船58小时同步观测资料，分析胶州湾夏季主要水质因子的空间分布特征。结果表明，2010年夏季胶州湾DIN、PO_4-P、COD、SiO4-Si的平均浓度分别为31.41±17.07μmol L~(-1)、1.63±0.96μmol L~(-1)、1.36±0.15mg L~(-1)和9.01±3.88μmol L~(-1)，NH4-N、NO3-N和NO_2-N所占DIN比例分别为45.6%、47.2%和7.16%，其中NO_3-N比例较历史平均结果明显偏高，观测前期由于降水过程引起的地面非点源径流输入是导致NO_3-N比例增大的主要原因，改变了营养盐结构；各类水质因子空间分布规律相似，表现为湾东北部为高值区、西北部为次高值区，并向湾中部和湾口呈递减趋势。水质评价结果表明，胶州湾氮磷比约为19.28±2.02，夏季胶州湾富营养化指数E平均值为7.13，从北向南，从东北、西北向湾中心，呈现富营养—中度营养—贫营养过渡，胶州湾总体呈现轻度磷限制。根据文献资料等，总结胶州湾陆源污染物输入的主要方式是河流输入，其次是污水处理厂输入。并估算了八大排污单元主要污染物的夏季入海通量。2、在对胶州湾水质及污染负荷评估的基础上，采用耦合水动力模型的水质模块，数值模拟了胶州湾夏季余流特征和水质因子分布特征。水动力模型基于POM建立，综合考虑风、潮（M2、S2、O1、K1）、径流、斜压效应等过程，水质模块包含营养盐、浮游植物、浮游动物等10个生态变量。通过与同潮图、验潮站水位、典型观测站流速对比等手段验证了水动力模型的可靠性；通过生态变量的年内变化（年尺度）、平面分布（月尺度）以及与观测值（潮周期尺度）对比验证了水质模型的可靠性。同时，分析了胶州湾余流特征，并通过与仅有潮过程的余流对比，证实了将多种水动力过程纳入夏季污染物总量控制分析的必要性。3、利用已建立的水质模型，在选取水质控制点的基础上，采用基于响应系数场的线性规划方法，以排海污染物总量最大为目标函数，以海洋功能区划水质标准和排海通量非负为约束函数，计算出夏季胶州湾DIN、DIP、COD的环境容量分别为1848.1t、182.0t和35456.1t，并在各排污单元进行优化分配，其中团岛排污单元分配的容量最大。数值验证结果表明该分配方案合理，满足海洋功能区划要求。进而，考虑排污单元的经济、社会、地理等因素差异，引入公平性，再次分配的DIN、DIP、COD海洋环境容量均有所降低，各排污单元中，团岛排污单元减少量最大，大沽河、墨水河排污单元分配量有所提高，符合实际需求。4、考虑到胶州湾是典型的潮控型海湾，水质要求不仅是潮周期内平均值达标，也要保证潮周期达标率，且污染源强是随机变化的。采用源强为对数正态分布的优化分配模型，将潮周期达标率作为约束条件，利用遗传算法求解。计算的分配结果与传统的分配方法有明显差异，各排污单元排污量均有不同程度的减少。5、考虑到海洋生态系统中各元素转化的复杂机制属非线性过程，讨论了基于响应系数场线性迭加原理的优化分配可能带来的误差。分析表明，当某一元素处于限制状态时，会导致分配结果和环境容量偏大，当处于过量状态时，会导致分配结果和环境容量偏小。6、将数值模型、优化分配与情景分析法结合，应用胶州湾叁维漫滩水质模型，采用情景分析法，进行数值实验，评估各方案环境影响，并综合环境、经济、社会效益进行情景方案的决策分析。结果表明污染负荷转移方案环境治理效果最好，可作为备选方案；湿地建设方案各方面效益均较高，是首选的决策方案；污可与湿地建设配合，分别针对河流非点源和污水处理厂点源实施；深水排放方案暂不推荐实施。污染负荷随潮位相排放方案，各种排放方式的湾口通量差异并不显着，不推荐实施。直排外海方案可作为极端条件下的备选方案。最后，从陆海统筹、以海定陆，重点实施、先易后难，终端-源头过程控制，跨界补偿、交易机制和公众参与等角度提出了陆源污染物总量控制的减排建议，尤其是加强不同时间尺度上的入海污染物总量控制与管理。
张燕, 孙英兰, 袁道伟, 余静, 蔡惠文[5]2007年在《胶州湾氮、磷浓度的叁维数值模拟》文中研究说明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。
杨卫华[6]2005年在《胶州湾扇贝养殖对环境的影响及其数值模型研究》文中指出本文针对养殖水体富营养化这一环境热点问题,通过对胶州湾扇贝养殖海域的海上现场调查以及相关数值模型研究,对该海域扇贝养殖所产生的N、P污染物的分布规律、输运过程以及对环境的影响进行了研究。同时初步研究了降低养殖密度和贝藻综合生态养殖对养殖环境影响的改善作用。为胶州湾扇贝养殖环境容量的研究提供必要的科学基础。主要工作及结论如下: (1)在对胶州湾西部扇贝养殖区及周围海区进行综合调查的基础上,分析了秋季胶州湾扇贝养殖区与非养殖区的环境状况,初步探讨了扇贝养殖在收获期对养殖区环境的影响。胶州湾养殖区表层水中COD和无机营养盐含量均高于非养殖区的值。养殖区底层水中溶解氧含量和表层沉积物中硫化物的含量均明显超标。调查还发现,在养殖区外也同时存在着高值区。因此,胶州湾扇贝养殖在收获期对环境的影响也是综合性的,养殖海域的环境同时受陆源、水动力状况及养殖活动的综合影响。 (2)应用美国普林斯顿海洋模型研究了胶州湾的水动力特征,为扇贝养殖N、P污染物的分布规律及其环境影响的研究提供动力场。计算结果表明,胶州湾的潮流以往复流为特征,涨、落潮最大流均发生在胶州湾口,流速分别为73cm·S~(-1)和79cm·s~(-1)左右,潮波系统具有明显的驻波性质。潮余流场受4个余流涡所支配。在对胶州湾叁维潮流模拟的基础上,建立了一个叁维水质模型,并对环胶州湾主要河口陆源所输入的N、P污染物的浓度分布进行了模拟。通过与实测的调查结果进行对比,验证了模式计算的合理性,为胶州湾扇贝养殖环境影响的研究提供了分析依据。 (3)基于对扇贝养殖的环境影响的分析,对扇贝筏式养殖的无机营养盐污染负荷的估算方法做了改进,把养殖海区沉积物垂直扩散再生的无机营养盐和养殖扇贝排泄所产生的无机营养盐之和作为扇贝筏式养殖的N、P污染负荷量。并根据此方法对胶州湾扇贝养殖的N、P污染负荷量进行了分析和估算,为胶州湾扇贝养殖所产生N、P无机营养盐的浓度分布的模拟提供源强项。 (4)应用建立的叁维水质模式对胶州湾扇贝养殖的环境影响进行了模拟,
浦祥[7]2011年在《大沽河流域非点源氮输出及其对胶州湾水质影响的数值研究》文中提出胶州湾是中国近海受人类活动影响较为典型的半封闭海湾,长期以来人们对点源污染的过度关注而导致忽略了环湾各流域的非点源污染对胶州湾水质的影响,本文以流域非点源模型和输出系数法相结合的方式定量评估了大沽河流域长期非点源污染的年总氮入海通量,并在此基础上使用近海水动力及水质模型研究了该污染源作用下胶州湾水质的响应,评估了大沽河流域长期非点源污染对胶州湾水质的影响。对1973-2001年大沽河流域非点源总氮年产量的计算显示:自70年代以来,总氮入海通量存在一定的年际间波动,但保持着较快上升的趋势,通过分析土地利用图发现,该地区70年代至90年代并非处在土地利用方式快速变化的时期,导致非点源污染强度上升的主要原因是该地区快速上升的化肥施用量和禽畜养殖量;另一方面,各非点源污染源的贡献比例也在发生着较为明显的变化,水土流失在污染总量中所占的份额逐渐下降,由1973年约80%下降到2001年的约50%,而化肥施用和禽畜养殖源所占的比例却快速上升,至2001年已占总量的约35%和13%,同时,农村生活源排放虽然也一直处于上升状态,但始终不是非点源污染的主要来源。综上所述,在制定该流域非点源污染的控制措施时,应该主要考虑以下几个方面:减少化肥施用量、提高化肥有效利用率、增加禽畜养殖所产排泄物的处理率并改进处理工艺。使用水动力、水质模型模拟了大沽河输出的非点源总氮在胶州湾的时空分布情况,结果显示:在每年的1~6月,由于大沽河输入胶州湾的径流和总氮较少,故只有大沽河河口一带的小范围内受到非点源污染,7~9月是每年径流、总氮向胶州湾输送的高峰期,这段时间整个湾内甚至湾外一些区域都会不同程度的受到大沽河排放的影响,而浓度分布则是从大沽河河口至湾口递减,10~12月是胶州湾水质的恢复期,在水交换的过程中,水质会逐渐恢复到初始水平,另一方面,由于大沽河非点源污染存在源强的年际变化,所以其对胶州湾水质的作用基本呈现出逐步变强的趋势。
彭香葱[8]2011年在《胶州湾陆源污染负荷及其控制对策研究》文中认为胶州湾地处青岛市辖区内，是大自然赋予青岛市的资源宝藏，给青岛带来了巨大的经济和社会效益。随着环湾经济的快速发展，大量的生活污水、工农业废水携带大量污染物排入海洋，给海洋环境带来了巨大的压力。由于胶州湾是典型的半封闭海湾，水动力交换条件差，使日渐增多的入海污染物得不到及时净化，导致胶州湾水体状况遭到破坏、生态环境严重受损，引发海域面积逐渐减小、局部水质恶化、纳潮能力下降、海洋生态系统失衡等一系列环境问题的出现。为保护海洋环境免受陆源污染，本文以改善胶州湾水质为目的，收集调查胶州湾自然社会经济、水质及污染源资料，并在现场监测的基础上对胶州湾海域环境现状及入海污染负荷进行了调查分析，同时对胶州湾陆域入海污染物迁移变化及对海域水质影响进行了分析研究，提出了相关的陆源污染控制对策。主要研究成果及结论如下：⑴胶州湾面临的环境问题过去对胶州湾保护的认识尚不到位，缺乏整体的综合开发保护规划，胶州湾面临的环境问题日益突出。主要表现在：水域面积不断缩小，在人类无节制填海与滩涂养殖、围垦的主要影响下，自1928年至今胶州湾海域面积减少了近40%；胶州湾过半海域遭到污染，主要污染因子为无机氮、磷酸盐、石油类；生物群落结构受到破坏、种类多样性下降；渔业资源衰减。这些环境问题给胶州湾带来了灾难，包括海洋赤潮、海洋重金属污染、海冰等，造成胶州湾海洋经济的严重损失。⑵胶州湾海水水质调查与评价对胶州湾及近岸海域14个海水水质监测点位进行了监测。在此基础上，以pH、COD、DIN、活性磷酸盐、粪大肠菌群为评价指标，采用单因子污染指数评价方法对胶州湾水质现状进行了评价。结果表明，近年来胶州湾海水水质总体保持稳定，局部污染较重；其中南部、西南部水质保持良好，均达到或好于二类海水水质标准；中心海域受到污染，水质介于叁类海水与四类海水之间；北部海域污染仍较重，以劣四类海水为主；东部海域水质有所好转，东部过城河流入海口除李村河口仍为劣四类海水外，其余点位附近海域水质均达到或好于四类海水水质标准。从单项污染指数来看，调查点位处水质的DIN污染情况最严重。⑶胶州湾沉积物环境质量现状沉积物监测项目包括：石油类、锌、铅、铜、有机碳、镉等。结果显示：石油类、铅、铜、有机碳测值均满足海洋沉积物中一类标准；锌测值满足海洋沉积物中二类标准；镉测值超过海洋沉积物中二类标准。通过单因子评价法对胶州湾沉积物质量进行评价，结果表明胶州湾46个监测站位处沉积物质量状况良好，各点位监测平均值全部满足沉积物一类标准。⑷胶州湾主要污染负荷现状调查本文将环胶州湾地区分为9个排污单元，分别为团岛、海泊河、李村河、板桥坊河、楼山河、墨水河、大沽河、洋河和前湾排污单元。对胶州湾各排污单元主要入海污染物进行了调查及汇总，结果表明：胶州湾陆源COD、NH3-N入海通量分别为30779.0t/a和5663.3t/a，各排污单元中COD和NH3-N入海通量均以海泊河排污单元最大，主要污染物入海通量集中在胶州湾东岸、北岸。⑸胶州湾污染源评价污染物来源方面采用等标污染负荷法进行评价。结果显示：胶州湾陆源污染源最主要的来源是污水处理厂尾水及沿岸河流输入。其中，污水处理厂等标污染负荷占56.58%，入海河流等标污染负荷占40.60%，直排企业等标污染负荷只占2.82%。⑹陆源入海污染物迁移变化模拟采用胶州湾9个排污单元污染物入海量对胶州湾COD、无机氮年均浓度分布进行模拟。COD视为保守物质，采用平流——扩散物质输运模型；无机氮视为非保守物质，采用生态动力学模型。结果显示：COD及无机氮浓度分布均呈现由排放口向海域逐渐递减的趋势，胶州湾北岸、东岸浓度高，湾中部浓度低。主要污染物模拟值及变化趋势与实际监测值基本吻合。⑺陆源污染控制对策为控制胶州湾陆源污染，建议采取以下措施：完善市政管网系统，将环湾地区所有污水收集至污水处理厂；加快环湾地区污水处理厂建设及升级改造，新建污水处理厂及现有污水处理厂出水均执行一级A标准；实施再生水工程建设，将污水处理厂尾水引入中水回用系统；实施河道截污整治工程，开展河流生态修复工程；合理调整工业布局，优化产业结构，实行清洁生产，发展循环经济。
孙学娟[9]2013年在《渤海石油烃污染扩散数值模拟及环境容量研究》文中研究表明渤海作为我国唯一内海，其丰富的海洋物质资源为沿岸地区的经济社会发展提供了重要的物质基础，而近几年来，由于沿岸工农业发展以及渤海海域内港口、码头、油气田的增加，渤海污染情况日益严重。石油烃作为渤海的主要污染物，由于成分复杂以及对人体健康危害严重，逐渐受到人们的重视。本文搜集了2010年环渤海主要河流及海上油气平台的石油烃入海通量，对渤海海域的石油烃浓度分布进行了模拟，分别讨论了河流及油气田对渤海水质的分担率，并利用箱式模型估算了渤海的石油烃环境容量，为治理海区污染、改善渤海生态环境质量提供科学依据和技术支持。本文的主要工作内容和结论如下：1、利用FVCOM的水动力模块建立渤海叁维水动力模型，考虑M_2，S_2，K_1，O_1四个主要分潮，模拟渤海的叁维潮流场，并选取了5个验证点对模拟的潮位、潮流分别进行验证，证明潮流模拟结果的准确性，为后文研究提供水动力场。2、建立了与水动力模块相耦合的保守污染物扩散-输移模型，根据统计得到的2010年环渤海主要河流以及海上油气平台的石油烃入海通量，设置连续点源输入，模拟渤海2010年表层石油烃平均浓度分布。结果表明莱州湾石油烃浓度明显高于其他海域，范围在17~80ug/l之间，其中黄河入海口附近石油烃浓度超一、二类海水水质标准；渤海湾海域石油烃浓度范围为13~15ug/l；辽东湾大部分海域内石油烃浓度范围在8~10ug/l，入海口附近浓度偏高，可达18ug/l；渤海中部海域水质情况良好，石油烃浓度范围在2-10ug/l。3、应用建立的污染物模型，对入海河流及海上油气平台河流单独输入时石油烃的浓度分布及各自对渤海的分担率场进行了模拟。计算结果表明：在辽东湾海域内，黄河的分担率在20%以下，辽河的分担率介于20%~60%，海河的分担率介于10%~20%，滦河的分担率介于10%~20%，海上油气平台的分担率在20%~30%（辽河入海口附近低于20%）；在渤海湾海域内,黄河分担率在30%~50%之间，辽河的分担率在20%以下，海河的分担率介于10%~40%，滦河分担率介于10%~20%，油气平台的分担率介于10%~20%；在莱州湾海域内，黄河分担率在60%以上，辽河、海河、滦河及油气平台的分担率均在10%以下；渤海中部海域，黄河分担率介于20~50%，辽河、海河、滦河分担率均在10~20%之间，油气平台的分担率介于10~30%。4、利用箱式模型计算渤海各分区的石油烃环境容量，计算结果如下：在满足一、二类水质要求的前提下，渤海的石油烃环境容量为56804.9t，其中渤海中部海域环境容量是所有分区中最大的，占整个海域环境容量的66.3%，辽东湾次之，占14.0%，渤海湾及莱州湾环境容量相对较小，分别占整个海域环境容量的10.2%、9.5%；满足叁类水质标准前提下，渤海的石油烃环境容量为414121.2t，渤海中部占64.5%，辽东湾占13.5%，渤海湾占11.3%，莱州湾占10.6%；在满足四类水质标准前提下，渤海的石油烃容量为699990.7t，渤海中部64.4%，辽东湾占13.5%，渤海湾占11.3%，莱州湾占10.7%。
张静[10]2010年在《深圳湾水环境综合评价及环境容量研究》文中研究说明随着我国经济社会的快速发展,海洋开发规模与强度持续加大,近海海域遭到越来越严重的污染,海域环境质量日趋恶化。海洋环境质量评价和海洋环境容量研究是环境保护的一项基础性工作,也是进行环境管理的重要手段之一。开展海洋环境质量评价方法研究,建立准确、有效、可操作性强的环境质量评价方法可以使评价过程更加简便,评价结果更具合理性；在全面了解海洋污染现状、正确评价海洋环境质量的基础上,开展海域主要污染物的环境容量研究,对制订区域特征污染物减排计划、减轻海洋污染压力、改善海洋环境具有重要意义。深圳湾是深圳、香港两地的界湾,承纳着深港两地的主要污染物,湾内严重的水污染问题与深港两地的高速城市发展形成较大反差,已成为制约深港两地和谐发展的主要因素。本文以“深圳湾环境容量与污染总量控制”研究项目为依托,在深圳湾2008年调查实测的数据之上,开展了深圳湾水环境综合评价及主要污染物环境容量研究,以期为实施深圳湾水质目标管理、污染物总量控制、海湾环境保护、海域有偿使用和海岸带综合管理提供科学依据。主要研究内容及研究成果如下：1、根据2008年深圳湾环境现状调查各因子的统计结果,选取10个水质指标进行了时空变化特征分析。结果表明：夏季水温最高、盐度最低,冬季水温最低、盐度最高,CODMn浓度雨季高于旱季；温、盐、CODMn的空间分布形态皆为冬季由湾内向湾外分布而其它叁季由西岸向东岸分布；雨季非点源污染是湾内CODMn含量增高的主要原因。营养盐DIN浓度雨季大于旱季,而DIP和硅酸盐浓度旱季大于雨季；各营养盐空间分布并不相同,但均为湾内浓度最高。陆源排污、海底沉积物营养盐交换和珠江口水系雨季带来的高氮低磷低硅的海水是导致整个深圳湾海水中氮、磷、硅营养盐时空分布不尽相同的主要原因。石油类浓度的最高值皆出现在湾内深圳河口、湾中大沙河口和蛇口渔港附近海域,表明陆源排污和港口排污是深圳湾石油类的主要来源。重金属Pb、Hg的浓度旱季低于雨季,而Zn的季节变化恰好相反。Pb、Zn、Hg四个季节的空间分布并无一定的规律。陆源排污、大气—海洋双向输入以及深圳湾外围水质重金属浓度变化是导致整个深圳湾海水中不同性质重金属浓度时空分布不尽相同的主要原因。2、根据叁类海水水质标准,在单因子评价的基础上,对原始数据的初值化采用以水质评价标准为约束的极值化方法,构建了基于线性隶属函数初值化方法的灰色关联评价模型,对深圳湾海水环境质量进行了综合评价。评价结果表明：深圳湾海水环境质量均属于Ⅳ类水质标准,污染的总体趋势是湾内大于湾中大于湾口；河口、码头处污染最严重。与常用的灰色关联评价模型相比,改进的灰色关联评价模型结合了灰色评价和模糊评价的优点,评价结果更加真实可靠。3、将叁维斜压流干湿网格技术引入到POM模型中,对深圳湾海域的叁维潮流场进行了模拟。计算结果表明：深圳湾海域属不正规半日潮,水平潮流属典型的往复流性质,潮流受地形约束基本呈西南—东北走向；落潮流速略大于涨潮流速；湾口流速大于湾内流速；表、中、底叁层流场在结构上类似,受底摩擦的影响,表层流速略大于中层流速大于底层流速,且在潮流转流时刻,湾口一带都会出现一个逆时针的环流。整个流场垂向流速较小,存在着湾内上升、湾外下降的上下环流过程。4、将带有衰减项的物质输运方程耦合到带有干湿网格的POM模型中,采用分担率法计算了深圳湾COD、DIN和DIP的环境容量,并提出了根据水动力模型计算的响应系数场和分担率来确定混合区距离的公式。结果表明：深圳河和大沙河是影响全海域各种污染物含量的主要污染源。对COD,除大沙河雨季无排放容量外,其余各季各污染源均有排放容量。整个海域雨、旱季DIN和DIP都已经严重超标,无剩余容量,在总量控制中应采取严格的削减措施。5、针对深圳湾COD、DIN和DIP叁种污染物的不同污染状况,分别提出了符合各个污染物污染特征的减排方案。结果表明：为使各污染物达到叁类水质标准,在现状条件下,COD需少量减排,DIP需大幅度减排；在开边界水质DIN浓度达标的前提下,DIN也需大幅度减排。
参考文献：
[1]. 胶州湾非保守物质水质模型研究[D]. 张燕. 中国海洋大学. 2004
[2]. 海湾入海污染物总量控制方法与应用研究[D]. 张燕. 中国海洋大学. 2007
[3]. 胶州湾二维水动力及水质数值模拟的研究[D]. 王娜. 青岛理工大学. 2008
[4]. 夏季胶州湾入海污染物总量控制研究[D]. 邹涛. 中国海洋大学. 2012
[5]. 胶州湾氮、磷浓度的叁维数值模拟[J]. 张燕, 孙英兰, 袁道伟, 余静, 蔡惠文. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2007
[6]. 胶州湾扇贝养殖对环境的影响及其数值模型研究[D]. 杨卫华. 中国海洋大学. 2005
[7]. 大沽河流域非点源氮输出及其对胶州湾水质影响的数值研究[D]. 浦祥. 中国海洋大学. 2011
[8]. 胶州湾陆源污染负荷及其控制对策研究[D]. 彭香葱. 青岛理工大学. 2011
[9]. 渤海石油烃污染扩散数值模拟及环境容量研究[D]. 孙学娟. 中国海洋大学. 2013
[10]. 深圳湾水环境综合评价及环境容量研究[D]. 张静. 大连海事大学. 2010
标签：海洋学论文; 环境科学与资源利用论文; 环境容量论文; 石油污染论文; 环境评价论文; 石油资源论文; 负荷预测论文; 环境保护论文; 水污染论文; 环境污染论文;