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利用三维海洋数值模型FVCOM,进行渤海湾三维水动力和水交换数值模拟,经实测潮汐和潮流资料验证,模型模拟结果较好。然后采用该模型对渤海湾内的水体水交换能力进行定量研究。研究结果表明,在天津海域进行围填海工程之前渤海湾水体的半交换周期为300 d左右,围填海之后,水体半交换周期延长25 d,渤海湾西部水体的水交换率下降可达10%,半交换周期延长92 d。尤其是天津沿海南部海域的水交换能力下降严重,围填海之后其水体半交换周期延长可达200 d。渤海湾北部也有部分海域水交换周期延长达200 d。建议在进行围填海工程建设时,应将工程对水体交换能力的影响纳入考虑,避免因围填海工程因素造成的恶劣环境影响。 相似文献
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根据裕龙岛附近海域水文和地形等实测资料,采用数值模拟的方法,模拟了研究区跨河道工程建设前后的水动力、冲淤和水交换等沉积动力特征,探讨了跨河道工程建设对裕龙岛内部沉积动力环境的影响。结果表明,跨河道工程建设使裕龙岛内部水道潮流流速整体减小,最大减小量超过20 cm/s,减弱了水道内水动力环境;工程建设对水道内冲淤环境产生一定影响,改变了水道的微侵蚀环境,部分地区发生淤积,最大年淤积量超过2 cm;工程建设明显影响水道内水交换,造成水交换率下降,部分区域水交换率低于60%。整体而言,经一河、经二河建设桥梁,纬一河建设管涵对水道内沉积动力环境影响相对较小,符合工程建设的实际要求。海岸工程建设应优先考虑海洋环境保护,实现工程和环境的协调发展。 相似文献
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近十年来渤海湾围填海工程对渤海湾水交换的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
近十年来我国海岸带地区快速城市化,对土地的需求持续高涨,导致沿海地区围海造地现象愈演愈烈,海湾纳潮海域面积持续萎缩,对海湾的水交换带来了较大压力。为此,选取我国海岸带快速城市化的典型区域——渤海湾为例,研究近十年来渤海湾海岸带城市化对渤海湾水交换的影响。基于国际流行的MIKE3水动力模型耦合粒子追踪模块,应用2000年和2010年两个典型年份的渤海湾岸线资料,分别计算了2000年和2010年渤海湾环流系统及其驱动下的水质点运移规律和变化特征。研究将渤海湾划分为8个区块,定量化研究和对比了近十年来由于渤海湾持续围填海导致的海湾水存留时间和不同区块水交换能力的变化。结果表明,随着近十年来渤海湾沿岸快速城市化产生的岸线变化,导致湾内环流涡旋增多,决定湾内水交换的流场结构发生了显著变化,导致各区块的水交换能力和平均水存留时间不仅存在较大差异,而且发生了显著的变化。与2000年相比,2010年天津港、黄骅港和曹妃甸港区海域的平均水存留时间明显增加,水交换率下降,对区域水质的改善十分不利。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,(Z1)
北界河首尾与胶州湾相连,河道两端均受潮汐影响。为有效调控河道内的水动力,河道两端均规划建设闸门,这必将导致潮汐河道水体交换方式发生较大调整。为分析首尾闸门调度方式对北界河内水动力环境的影响,本文建立了二维水动力的对流、扩散数值模型,并对生态治理工程的两种工况下的流场和主要污染物浓度场分布进行了精细数值模拟。计算结果分析表明,通过合理利用潮汐涨落的差值,可以增强潮汐河道内水体与外海的水动力交换,充分提高水体纳污能力,以利于河道内生态环境的改善和达标景观水质的有效维持。 相似文献
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为了解莱州湾在不同方向风作用下水动力和水交换状况,基于实测数据验证的海洋水动力模型Mike21FM对流场和余流场进行了数值模拟。水动力研究结果表明,风对莱州湾海流的影响不如余流明显。通过示踪剂输移扩散的水交换模型计算结果可知,不同风向对莱州湾不同海域水交换改善也不相同:E向风对东部海域水交换改善明显;N向风对西部海域水交换改善明显;W向风对整个莱州湾水交换能力改善最好;S向风对水交换能力改善最差。研究表明不但是污染源决定了污染物浓度的分布状况,水文气象条件也对污染物浓度分布有影响,应充分认识到不同水文气象条件对水体污染物分布的影响。 相似文献
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铁山湾是北部湾东北部较大的海湾,水深条件好,可用岸线长。为研究铁山湾建港工程前后湾内的水体交换能力,文章建立了平面二维的水动力模型以及平面二维对流扩散模型,率定后水动力学模型模拟结果与实测结果吻合良好。运用二维对流扩散模型计算了湾内不同区域的水体半交换时间,模拟结果表明：铁山湾的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129天,海域的水体交换能力主要受铁山湾潮汐作用的影响。铁山湾潮汐作用较强,潮差较大,且铁山湾口门开阔,这都为铁山湾的水体交换提供了良好的条件。工程后铁山湾水体半交换时间为142天,工程前后铁山湾水体半交换时间仅相差13天,说明工程方案对铁山湾水体交换能力无重大影响。 相似文献
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钦州湾水交换能力数值模拟研究 总被引：7，自引：0，他引：7
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。 相似文献
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低氧/缺氧已成为严重威胁河口/近海与陆架浅海生态系统安全的要素之一。生物地球化学过程大量耗氧与水体分层限制表、底层水体交换是河口/近海低氧/缺氧问题的直接原因;而河口/近海和陆架海的各种物理过程控制了营养盐和有机质输运、水体层化,成为导致低氧/缺氧发生的根本原因之一。先讨论了近几年来国内外主要大河河口/近海和陆架浅海低氧现象发生的物理机制:径流冲淡水、潮汐、风、环流对低氧的影响,以及低氧对海-气大尺度变化和气候变化的响应等。再以长江口为例,重点分析了水动力过程对长江口夏季底层低氧的具体影响,同时对溶解氧统计模型和动力学模型的研究工作进行了阐述。最后对各种研究方法的优缺点进行总结,对长江口外海夏季底层低氧的研究工作进行了展望。 相似文献
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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。 相似文献
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科学评估围填海对海洋中物质输运的影响，对海洋环境保护和管理具有重要的意义。本文采用非结构网格有限体积海洋模型 （FVCOM） 模拟渤海湾 2004 年和 2018 年岸线变化前后水动力场，通过拉格朗日拟序结构的方法，评估岸线变化
对物质输运的影响。结果表明：岸线变化后，物质自近岸向湾内的扩散加强，且物质的输运通道和聚集区发生改变。曹妃甸附近原有清晰输运和聚集区域消失，物质向湾内输运；黄骅港阻碍了西部水体沿岸的南下路径，并在防沙堤顶部形成新的聚集区；渤海湾东南区域的物质输运通道向东延伸，输运能力加强，且聚集面积减小。 相似文献
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渤海湾水生态环境现状和海岸带开发对其的影响研究 总被引：2，自引：0，他引：2
由于沿海地区经济迅速发展，越来越多的陆源污水排入渤海湾，渤海湾生态环境系统承受着巨大的压力。本文建立了渤海湾生态环境的多级指标体系，并根据2003年至2005年多次渤海湾监测资料对其现状进行了分析；然后进一步研究了由于围海造地、海水淡化等开发工程引起的近岸海域水动力条件和污染物输移的变化。结果表明，陆源污染物大量排放、沿海开发活动加剧是影响渤海湾水生态环境的主要原因。沿海围垦不仅导致潮通量减少，潮流作用减弱，而且影响近岸海域污染物的输移和分布。海水淡化高浓度盐水的排放也对近岸海域的水生态环境造成很大的影响。 相似文献
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三门湾多个围垦工程的整体影响数学模型研究 总被引：1，自引：1，他引：1
海湾内的围垦工程对潮流及冲淤都将产生影响.以三门湾蛇蟠和下洋涂围垦工程为例,设计了3组试验对比的数值模拟计算方案,对比计算结果表明,预测三门湾内2个围垦工程对水动力环境产生的影响,当讨论单一围垦工程时,应把工程前的海湾状态设置为湾内没有任何其它工程,这样才能得出单个围垦工程对湾内环境的真实影响;当讨论2个围垦工程对水动力环境产生影响时,应进行2个围垦工程整体数学模拟计算,考虑2个围垦工程的叠加累积影响,并与海湾原始状态(即假定海湾在围垦前湾内没有任何其它围垦工程)进行比较,才能得出较为科学的预测结果. 相似文献
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渤海湾海岸带开发对近海水环境影响分析 总被引：13，自引：0，他引：13
应用水动力学、水质数学模型,以渤海湾海岸带的几种典型开发活动--围海造地、海水淡化和河口建闸为例,模拟分析海岸带开发活动对渤海湾近岸海域水环境的影响.研究沿海围垦造成的潮通量、近岸流场水动力条件和污染物输移的变化;分析海水淡化工程浓缩海水的排放,高盐度高浓缩污染物对局部生态环境的影响;分析河口建闸后蓄积的污水排放方式对河口及近岸海域造成的影响,大量污水一次性排放会增大河口及近岸海域污染面积和污染程度. 相似文献
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渤海湾是全世界受风暴潮灾害最严重的地区之一。近年来渤海湾建设了大量的大型海岸工程,为研究其建设以后风暴潮可能发生的变化,采用大-中-小区域多重嵌套方法,建立渤海风暴潮二维数值模型。以对渤海海域影响最显著的9216、9711台风和2003年10月三次风暴潮为例,对渤海湾大型工程实施前、后的风暴潮过程进行模拟,分析工程实施后风暴潮高潮水位变化,为工程实施可能对风暴潮防护带来的影响提供基础。计算表明,由于沿岸围垦减小海域的纳潮受水面积,海水被挤压抬升,渤海湾海域工程后风暴潮高潮位普遍抬升。在特大风暴潮作用下,水位最大升高可达0.10 m以上,在堤防设计中需引起重视。 相似文献
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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。 相似文献