水运工程施工产生悬浮物对近海海域生态系统影响研究

发布时间：2020-11-01 02:48

　　 随着我国港口建设步入新阶段,港口已从过去的粗放式发展向注重质量和环境友好的方向发展。水运工程施工是港口工程建设的必要活动,是港口建设运营过程中造成环境污染较为突出的阶段。地基处理、疏浚、回填等水运工程施工过程会扰动海底底质,产生大量悬浮物,伴随潮汐、波浪等因素向施工周边海域扩散,破坏水生生物的存活、生长和栖息地,对施工周边海域的生态系统造成影响。科学研究水运工程施工产生悬浮物对近海海域生态系统的影响,有助于在港口建设、施工过程中采取合理措施,降低水运工程施工对近海海域生态系统的破坏。本文提出了基于生态关联的复杂网络分析方法,为定量评估施工产生悬浮物对生态系统各生物组分的损失、生态系统自我修复时间和合理安排施工强度提供技术支撑。首先,本文分析和总结了水运工程施工产生悬浮物的原理和水运施工产生悬浮物源强的计算方法,利用水动力扩散控制方程和泥沙扩散二维数学模型,模拟水运工程施工产生悬浮物在近海海域的扩散和分布情况。其次,建立了基于双种群的悬浮物浓度对水生生物影响计算模型。对海洋生物进行分类,并结合水运施工产生悬浮物对不同海洋生物的影响的相关实验结果确立研究对象。构建悬浮物浓度与生物损失量理论方程,引入捕食参数反映单种群生物损失对相邻营养级的影响。再次,引入基于生态关联的生物网络分析模型,提出水运施工产生悬浮物对生物网络影响的研究方法和步骤。构建模型评估水域生态系统中各物种之间生物量的关系和影响因素,研究水运施工对水域水生生物网络的影响。加入悬浮物对生态系统的扰动,分析水运施工产生悬浮物对生态系统随时间的影响情况。最后,以某港区爆破挤淤施工为例,模拟不同爆破挤淤施工频率下产生悬浮物及其扩散情况,研究基于双种群的幼鱼损失空间分布,建立施工海域生态系统网络并分析其网络特征,对生态系统的生物网络进行演化研究。对比两种施工情景下生物损失量和生态恢复时间。本研究提出定量测算水运施工悬浮物对水生生物的损失以及自我恢复时间的方法,为评估水运施工产生悬浮物对生态系统的影响提供理论依据,对生态港口建设具有一定参考意义。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X145;U655
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究综述
        1.2.1 人为活动对海域生态系统影响
        1.2.2 悬浮物浓度对水生生物影响
    1.3 研究方法和总体结构
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 研究总体结构
2 水运工程施工产生悬浮物扩散模型
    2.1 水运工程施工产生悬浮物原理
        2.1.1 爆破挤淤施工
        2.1.2 抛石挤淤施工
        2.1.3 疏浚施工
        2.1.4 抛泥作业
    2.2 悬浮物扩散模型
        2.2.1 MIKE21简介
        2.2.2 模型的控制方程
3 水运工程施工产生悬浮物对水生生物影响研究
    3.1 研究对象确立
    3.2 悬浮物浓度与生物损失量理论方程的建立
    3.3 基于双种群的悬浮物浓度对幼鱼影响计算方法研究
        3.3.1 捕食者与食饵数量关系分析
        3.3.2 无捕食参数的关系曲线
        3.3.3 捕食参数的确定方法
    3.4 基于生态关联的复杂生物网络分析模型
        3.4.1 模型的原理及构建
        3.4.2 模型生物组分的估算
        3.4.3 水运施工产生悬浮物对生物网络影响研究
4 算例分析——以爆破挤淤施工为例
    4.1 爆破挤淤产生的悬浮物扩散
    4.2 基于双种群的幼鱼损失率空间分布分析
    4.3 基于复杂生物网络的生态系统演化分析
        4.3.1 研究水域功能组划分
        4.3.2 水域功能组生物学参数及其来源
        4.3.3 研究水域生态系统生物网络建立及特征分析
        4.3.4 爆破挤淤产生悬浮物对生物网络影响结果分析
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
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：2864914