辽河口陆源污染物的输运、存留和分配特征研究

发布时间：2017-04-03 00:17

  本文关键词：辽河口陆源污染物的输运、存留和分配特征研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：河口即河流注入海洋或湖泊的地方,是海水和河流的交汇处,在此区域内陆海相互作用非常强烈,致使该区域内的水交换也非常的频繁。探讨辽河口区域内的陆源污染物的输运、存留和分配特征研究,对于开展辽河口健康程度评价,河口价值评估都可以提供有效的参考。本文选择FVCOM模型进行辽河口水动力场的潮流模拟,根据辽河口监测资料对模型进行验证,在准确模拟水动力场的基础上,进行辽河口陆源污染物的输运、存留和分配特征研究。研究显示,径流是影响河道里水质点输运的一个重要因素,径流量越大,物质输运的速度越快。在不同的季节里,水体输运年龄的变化很大,大辽河口水质点在枯、平、丰水期,水质点到达口门附近分别需要30天、20天和10天：双台子河口水质点在枯、平、丰水期,水质点到达口门附近分别需要20天、10天和5天。辽东湾北部诸河口物质输运的趋势取决于潮流场,大辽河的污染物可以到达双台子河口,并且对双台子河口附近污染物浓度有贡献；大凌河排放的污染物可以到达双台子河河口,并且对这一区域的污染物浓度有一定影响；双台子河污染物扩散能力较强,可以到达其他三个河口区域,但是高浓度的污染物主要集中在本河口区域；小凌河区域污染物扩散能力较差,污染物主要分布在小凌河河口区域,河口浓度偏高。对河口入海污染物存留分配特征研究表明,辽东湾北部5个有源区内稳定存留的污染物质,至少来自于3个有源区,最多则是来自于所有的有源区,为明显的就是大凌河养殖区,污染物质来源最广；水质要求最高的双台子自然保护区域的污染物质很大程度上来源于大辽河河口的排污；现在水质最差的大辽河养殖区的污染物质主要来自于大辽河河口的排污,其他源区的影响不明显。另一方面,小凌河排放的污染物质主要集中在小凌河养殖区内,对其他区域的影响很小；大凌河口的污染物质可以输运到大辽河区域,污染物质有较大的部分到达双台子河区域和小凌河区域：双台子河口排放的污染物质对所有区域的污染物浓度有贡献,也和大凌河口源区的互致影响比较明显；大辽河排放的污染物到达到无源区的比重最大,对双台子区域的污染影响显著。总体上,可以看出辽东湾的四个河口区域的排污是互相影响的,影响是多向的。结合前文研究结果,计算辽东湾北部的环境容量。在二类水质标准下,划分的4个有源区域在存留量控制意义下的无机氮环境容量分别为：小凌河可容纳315.169 t/a,大凌河为588.730 t/a,双台子河和大辽河污染严重需要消减,消减量分别是602.197 t/a和3566.989 t/a。最后,对本文存在的不足和研究方向做了展望,本文对辽河口增排污控制方案进行研究和制定和对河口的利用、发展与保护有着重要意义。
【关键词】：辽河口 数值模拟 物质输运时间 存留分配特征 环境容量
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X55
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 研究背景与意义12
• 1.2 研究现状综述12-16
• 1.2.1 水交换研究现状12-14
• 1.2.2 海洋环境容量研究现状14-15
• 1.2.3 水动力数值模拟研究进展15-16
• 1.2.4 辽河口区域的研究现状16
• 1.3 本文的工作16-18
• 2 研究区域环境概况18-25
• 2.1 河口的定义18
• 2.2 辽河口地理位置18-19
• 2.3 河流概况19-21
• 2.3.1 双台子河19-20
• 2.3.2 大辽河20
• 2.3.3 大凌河与小凌河20-21
• 2.4 河口潮汐与潮流21-22
• 2.4.1 潮汐21-22
• 2.4.2 潮流22
• 2.5 径流与降水22-23
• 2.6 辽河口湿地概况23-25
• 3 河口水动力数值模拟25-38
• 3.1 FVCOM数值模式简介25-31
• 3.1.1 σ坐标系变换25-29
• 3.1.2 边界条件29-30
• 3.1.3 三角形网格的设计30-31
• 3.1.4 变边界处理方法31
• 3.2 模型配置与验证31-35
• 3.2.1 辽河口海域网格设置31-33
• 3.2.2 模型验证33-35
• 3.3 辽河口潮波系统35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 辽河口物质输运时间尺度的数值模拟38-49
• 4.1 质点跟踪方法的物质输运时间数值模式38-42
• 4.2 基于CART理论的物质输运时间数值模拟42-45
• 4.2.1 浓度分布函数和浓度方程42-44
• 4.2.2 平均年龄的假设44
• 4.2.3 年龄浓度和年龄方程44-45
• 4.3 年龄的平面分布特点45-49
• 4.3.1 大辽河年龄平面分布45-47
• 4.3.2 双台子河年龄平面分布47-49
• 5 陆源入海污染物在河口的存留和分配特征49-61
• 5.1 河口入海污染物通量49-50
• 5.2 辽河口水质现状50-51
• 5.3 辽东湾北部河口区污染源-水质响应关系51-55
• 5.4 辽东湾水域无机氮稳定存留量分配特征矩阵55-61
• 5.4.1 物质输运稳定存留特征矩阵55-57
• 5.4.2 辽东湾北部河口区污染物存留分配矩阵特征57-58
• 5.4.3 有源污染区的互相影响58-59
• 5.4.4 关于互相影响的判断59-61
• 6 辽东湾北部河口区环境容量61-70
• 6.1 海洋环境容量的计算方法61-66
• 6.1.1 箱式模型61-62
• 6.1.2 分担率法62-63
• 6.1.3 最优化法63-66
• 6.2 辽河口海域无机氮环境容量研究66-70
• 6.2.1 基于稳定存留矩阵的环境容量的计算方法67
• 6.2.2 排放总量控制意义下的环境容量67-68
• 6.2.3 辽东湾北部河口区无机氮环境容量68-70
• 7 结论70-73
• 7.1 主要结论70-72
• 7.2 不足与讨论72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 个人简历78

【参考文献】

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本文编号：283402