岸线变化对辽东湾水环境的影响研究

发布时间：2020-10-14 09:30

　　 辽东湾位于中国渤海,属于三面环陆,一面向海的封闭式海湾。近些年来,随着辽东湾周边陆域地区工业、农业和养殖业的蓬勃发展,湾内被排入大量污染物,使得辽东湾海水水体质量持续下降。因此,面对日益增长的环境压力,建立一个可靠的水质模型来研究辽东湾海域的水动力和水质状况,并分析岸线变化可能对辽东湾水动力和水环境造成的影响,就具有十分重要的理论价值和现实意义。本文以MIKE软件为工具,采用非结构三角形网格,构建了渤海三维斜压水动力模型。采用环渤海12个潮位站点,4个潮流站点和4个温盐海洋测站的实测资料对模型进行了验证,模拟结果证明渤海水动力模型可以较好地模拟渤海水动力和温度、盐度时空变化过程,可以为后续辽东湾水质模型提供初始条件和边界条件。基于已建立的渤海水动力模型,建立重点研究区域辽东湾海域的水质模型。对辽东湾潮流和模拟得到的叶绿素a、无机氮、活性磷酸盐等结果进行验证并分析。结果表明辽东湾潮流属于规则半日潮流,以往复流为主要特征,大体流向为NE-SW方向。对2005年辽东湾的水质模拟重现了水体中叶绿素a、无机氮和活性磷酸盐的月平均变化过程,表现出了叶绿素a的双峰分布特点,并适当解释了该现象发生的可能原因。以N/P比(氮磷比)作为主要依据研究辽东湾海域营养盐的组成结构,研究结果表明辽东湾海域总体处于磷限制中等营养水平。利用构建的辽东湾水质模型从潮流场特点、水质、营养盐构成三个方面研究了辽东湾岸线变化可能对水动力环境和水质造成的影响。研究结果表明：岸线变化并不会大范围改变辽东湾海域的水动力特征,影响主要集中在近岸海域。岸线变化后,可能会引起辽东湾内水体污染加剧,叶绿素a含量显著下降,活性磷酸盐和无机氮平均浓度升高。春、夏、秋季的N/P上升,而冬季的N/P略有下降。在岸线变化前后,辽东湾海域均处于磷限制营养状态,岸线变化后,磷限制作用总体增强了。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：X55;P731.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 水动力模型研究进展
    1.3 水质模型研究进展
    1.4 渤海岸线变化研究进展
    1.5 辽东湾海域生态环境研究进展
        1.5.1 辽东湾基本水沙特性的研究
        1.5.2 辽东湾主要化学污染物的研究
        1.5.3 东湾浮游生物分布的研究
    1.6 本文研究工作
2 辽东湾海域概况
    2.1 海域范围
    2.2 自然环境概况
        2.2.1 气象特征
        2.2.2 海洋水文
        2.2.3 陆地水文
        2.2.4 自然灾害
    2.3 社会经济环境概况
    2.4 本章小结
3 数学模型
    3.1 潮流模型
        3.1.1 基本方程
        3.1.2 定解条件
        3.1.3 数值方法
    3.2 温盐模型
        3.2.1 基本方程
        3.2.2 定解条件
        3.2.3 数值方法
    3.3 紊流模型
        3.3.1 垂向涡粘系数
        3.3.2 水平涡粘系数
        3.3.3 边界条件
        3.3.4 坐标转换
    3.4 本章小结
4 渤海水动力模型配置及验证
    4.1 模型简介
    4.2 模型配置
        4.2.1 模型范围及网格设置
        4.2.2 初始条件
        4.2.3 边界条件
        4.2.4 参数设置
    4.3 模型验证与结果分析
        4.3.1 潮位验证
        4.3.2 潮流验证
        4.3.3 温盐验证
        4.3.4 潮流场分析
    4.4 本章小结
5 辽东湾水动力及水质模拟
    5.1 模型配置
        5.1.1 模型范围及网格设置
        5.1.2 初始条件与边界条件
        5.1.3 参数设置
    5.2 模型验证与结果分析
        5.2.1 潮流场分析
        5.2.2 叶绿素a验证与分析
        5.2.3 营养盐验证与分析
    5.3 本章小结
6 岸线变化对辽东湾水环境的影响
    6.1 辽东湾岸线变化情况
    6.2 潮流场的影响
    6.3 水质的影响
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【参考文献】

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本文编号：2840484