乐清湾水环境特征及富营养化成因分析

根据2002-2003年乐清湾海域春、夏、秋、冬4个航次的调查资料,分析了乐清湾海域水化学要素在不同季节的分布和变化特征,探讨了陆源污水、海水养殖自身污染与富营养化的关系.结果表明,乐清湾水域DIN和DIP浓度全年平均分别为0.630mg/dm^3和0.039mg/dm^3秋、冬季几乎100%测站属劣四类水质,春、夏季近90%超过四类水质标准.水体营养状态指数（E）值各季平均在4～9,呈严重富营养化状态.研究指出沿岸工农业废水、生活污水的排放及水产养殖业的无序、无度发展是造成该水域严重富营养化的三个主要原因.认为目前乐清湾水质已不能满足该海域功能区划提出的要求,必须进行综合整治.     

乐清湾生态系统脆弱性研究

随着海洋经济的开发与发展,海洋生态环境被破坏的问题日益突出,生态系统变得越来越脆弱.从浙江典型海湾乐清湾入手,分析了乐清湾生态系统脆弱性形成的机制,即自然和人为多种复杂动力因素形成的相互耦合作用下导致生态系统出现了脆弱性,其脆弱性可分为固有脆弱性和特殊脆弱性两类.固有脆弱性主要由陆海动力作用形成的,包括径流、气温、降水、波浪、潮流等环境因素.特殊脆弱性由人类开发活动作用形成的,主要包括海岸工程、滩涂围垦、水产养殖、污染等非环境因素.综合以上原因,指出了乐清湾生态系统处于亚健康状态,并已接近不健康边缘,生态系统极其脆弱,虽然生态系统的主要服务功能尚能发挥,但已不能满足海洋功能区划的要求,严重影响到海洋经济的可持续发展.乐清湾生态系统脆弱性具体表现在以下几个方面:(1) 水体受无机氮和活性磷酸盐污染严重,富营养化程度显著,氮磷比失衡,春季全湾水质为劣四类,夏季76%的海域水质为四类或劣四类;(2) 海湾自然水域实际面积缩小近四分之一,纳潮量相应减少了近5.79%;(3) 生物多样性降低,总生物量和物种数逐年下降,海洋食物链已经遭到严重破坏,生物群落结构发生明显改变;(4) 养殖区沉积物质量下降,在水动力作用下易造成"二次污染";(5) 周边的渔业经济下滑,捕捞鱼类个体偏小,且低值鱼类较多.最后对乐清湾生态系统脆弱性修复提出了对策和建议,主要应落实海洋环境目标管理责任制、加强入海污染物控制、运用生态学原理和技术防治海水养殖污染、利用大型海藻修复水域富营养化以及建立海洋生态环境监测预报和执法管理体系,使海洋生态系统重新进入良性循环,为海洋资源可持续利用提供发展空间.     

乐清湾潮汐特征及对潮滩沉积作用的影响

本文通过对乐清湾潮汐特征的研究,结合流路的模拟结果,阐述了湾内泥沙输运的途径,从而说明了潮动力对湾内潮滩沉积作用的影响。     

乐清湾悬沙的浓度分布与运移

本文根据冬、夏、秋3季29站次的周日水文泥沙观测资料,通过对悬沙浓度和单宽输沙特征值的计算,讨论了该湾悬沙浓度的分布规律以及单宽输沙与悬沙运移的特点。     

乐清湾秋冬季养殖池塘水域环境变化特征

根据乐清湾北部养殖池塘内2013—2014年秋冬季水质监测资料分析:水温、溶解氧和表观耗氧量存在显著半日和日周期变化,盐度日周期变化比较复杂且不规则,盐度受降水过程影响显著。池塘水温在15℃以上时,易发生水体贫氧状态,需要进行水体增氧作业;水温在15℃以下时,水体处于富氧状态。水温变化位相超前溶解氧10~13h显著负相关,水温可以作为启动增氧作业的指标参数。     

钦州湾水交换能力数值模拟研究

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。     

乐清湾红树林湿地特种保护区建设之我见

作者在对乐清湾红树林进行调查和分析的基础上,提出乐清湾红树林特种保护区建设的任务和措施。     

乐清湾海水增养殖区环境质量状况及分析

利用2002年至2004年对乐清湾海水增养殖区的海洋环境监测结果,分析和评价了乐清湾海水增养殖区的海洋环境质量状况。结果表明:乐清湾海水增养殖区营养盐超标严重,导致增养殖区整体水质超出四类海水水质标准,与增养殖区应达到的二类海水水质标准不符,影响了增养殖区主导功能的发挥。     

浙江乐清湾资源开发的关联性研究

根据乐清湾的主要海洋资源及其开发利用现状,探讨各种资源开发之间的关联性,寻求海洋资源开发与周边经济、社会、环境的协调,为海湾经济的可持续发展提供科学依据。资源开发活动相互关联,包括相互受益、一方受益、相互冲突或对一方有害4种关系,关联的程度因资源开发类型不同有很大差异。为了合理、有效发挥海湾的资源优势,充分利用资源开发间的互利关系,避免和减少利用过程中的冲突,确保海洋经济持续健康发展,必须强化区域主导功能,建立科学合理的资源开发体系;理顺海洋管理体制,加强海岸带综合管理。     

乐清湾的潮位、潮流和余流特征

2008年7月至2009年4月在乐清湾进行了代表春、夏、秋、冬4个季节的航次调查,设置了Y4、Y14、Y15和A共4个连续观测站位,共得到12组实测的海流流速和10组CTD数据。采用潮汐调和分析法分析了距江厦潮汐能试验电站3 km处的潮汐站位连续19个月的潮位资料,结合调查数据特性和乐清湾潮汐特点,引入M2与S2、O1与K1、M4与MS4、2MS6与M6分潮之间的差比关系,对连续观测站位的潮位和潮流进行准调和分析。潮位的统计和准调和分析结果显示:Y4、Y14、Y15站位和潮汐站位8个分潮振幅和的航次调查平均值为3.75,4.02,3.94和4.03 m,(HO1+HK1)/HM2的航次调查平均值为0.32,0.28,0.32和0.24。Y4、Y14、Y15和潮汐站位的M4、MS4、M6和2MS6浅水分潮振幅的航次调查平均值分别为0.20,0.31,0.35和0.25 m,M6和2MS6浅水分潮振幅的航次调查平均值分别为0.03,0.15,0.17和0.15 m。不同航次调查4个连续观测站位涨潮最大流速的平均值为81.5 cm/s,落潮最大流速的平均值为103.1 cm/s。Y4、Y14和Y15站位潮流的M2和S2分潮振幅百分比分别为86%,65%和68%,浅水分潮振幅百分比分别为11%,29%和25%。M4、MS4分潮振幅之和分别是M6、2MS6分潮振幅之和的2.1,1.2和1.7倍。由潮位和潮流的分析结果可知:从乐清湾湾口至湾顶,潮汐逐渐增强,半日潮比率逐渐增大,半日潮型的特性更为明显;浅水分潮强度逐渐增加,其中M6和2MS6分潮强度增强更为明显。位于湾口的Y4站位在秋季(2008年10月)航次调查时的日平均余流流向为西南偏南方向,冬季(2009年1月)和春季(2009年4月)航次调查时的余流流向为东南偏南方向。Y4站位余流受灵霓大坝影响,大坝建成后湾口余流改变方向,向南流出乐清湾。位于湾顶的Y14站位,余流流速变化不大,但方向变化明显,夏季(2008年7月)为西南方向,秋季为西南偏南方向,冬季为西南偏西方向,春季又为西南偏南方向。Y15站位余流流速较小,但方向变化明显。A站位两个航次调查时的余流流向均为东北方向。     

乐清湾港区“浅水深用”开发方案的可行性分析

从建港条件、港池正常回淤和港池骤淤等方面,综合分析了乐清湾港区采取"浅水深用"开发方案的技术可行性。研究表明,乐清湾港区采取"浅水深用"开发建设是可行的,乐清湾港池骤淤可能性不大。对乐清湾港区"浅水深用"开发方案的几个关键技术问题进行了探讨:一是码头前沿线的确定,这不仅直接关系到码头投资和营运成本,还对今后乐清湾其它工程产生较大的影响。运用全寿命周期成本理念,通过对建设投资、疏浚方量、维护成本、营运成本等方面的比较与分析以及对码头前沿线位置进行模型试验研究和多方案比选后认为,码头前沿线采用400 m栈桥方案是最为经济合理的。二是港池大开挖技术方式合理确定。为减少港池回淤,开挖方式应采取非坑槽开挖,港池与深槽连通,南、北码头区港池疏浚连通。三是港池疏浚土资源综合利用。在港池开挖和维护中,要贯彻循环经济理念,加强对港池疏浚废土的综合利用。结合港区围垦陆域工程的实施、港池疏浚吹填和软基处理,对港池疏浚泥进行资源化利用,既解决沿海大量废弃疏浚泥的处理问题,又可避免疏浚泥对环境的污染。四是港池维护措施的制定。乐清湾港区港池开挖后,港池的骤淤量虽不大,但港池开挖后采取维护措施是必要的,应考虑经济合理的备淤深度,以减少开挖方量和维护量。五是固滩护滩措施的制定。考虑到双屿港开闸泄水对港区回淤的影响,对双屿港南侧滩地采取必要的固滩护滩措施,遏制或减少双屿港开闸泄水对滩地泥沙的掀动作用。六是应结合乐清湾港池疏浚与吹填工程,加强现场监测,进一步验证前期科研成果的准确性和可靠性。监测资料分析表明,前期科研成果的准确性和可靠性是有保证的。     

象山港水交换特性研究

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。     

大型底栖动物污染指数在乐清湾潮间带环境质量评价中的应用

采用大型底栖动物污染指数对乐清湾生态监控区2004~2006年潮间带环境质量的现状和变化趋势进行了分析,结果表明:2004~2006年监控区潮间带环境质量基本稳定,6个潮间带断面所在海区环境质量由好到差依次为浦歧、清江口、百亩礁、龙湾、西门岛和黄华海区,各海区高、中、低3个潮带的环境质量有一定的变化趋势,中、低潮带的环境质量明显好于高潮带。与潮间带邻近海域的水质状况进行的比较表明,MPI法的潮间带环境质量评价不如化学指标法灵敏,且评价结果存在滞后性。虽然MPI法是纯粹的数值计算法,不能准确反映群落内关键生态信息,在使用过程中有时还需借助生物、生态知识进行结果的修正,但是这种将图形数字化的生态评价方法降低了对评价人员专业要求的门槛,适应数字化平台的数据管理,因而较其它方法具有计算简便、易于掌握的优势。     

渤海湾水交换的数值研究

采用三维水动力和水交换数值模型FVCOM,建立了渤海湾附近海域的水交换数值模型,经实测潮汐和潮流数据验证,模型结果良好,并通过模型对渤海湾的水交换过程进行了研究。结果表明,渤海湾海域总体水体交换率较低,水体半交换周期达323 d;渤海湾中部海域的水交换率相对较高,西北部海域和南部海域的水交换率较低,尤其是西南部海域,由于阻隔带的作用,水体交换能力最弱。因此,在进行污染物排放时,应注意选择污染物的排放位置和排放时间。     

天津海域围填海工程对渤海湾水交换的影响研究

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。     

Numerical analysis on water exchange and its response to the coastal engineering in the Yueqing Bay in China

On the basis of a numerical model of tidal current using Delft3D, the distribution of the semi - exchange time of water was simula- ted in the Yueqing Bay here. The result showed that the semi - exchange time was about more than 6 d in the bay end, and about 1～2 d in the bay mouth. Besides, based on the calculation of the semi - exchange time before and after the Xuanmen Dam pro- ject, a comparison between them was further carried out. And the same work was also done with the recent reclamation projects in the Yueqing Bay as well. The results showed that the change in semi - exchange time caused by the Xuanmen Dam project was a- bout 6 d increase near the dam and 4.5 d increase at the bay end. And it was about 5 d increase at the bay end and 1 d increase at the mouth of the bay caused by the recent reclamation projects.     

半封闭海湾的水交换数值模拟研究

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立半封闭海湾-湛江湾附近海域的三维潮汐潮流数值模型,通过验证,结果与观测数据符合良好,并在此模型基础上对湛江湾的水交换状况进行了数值模拟,将湛江湾划分成3个区域,针对各区域进行了水交换能力研究,研究结果表明:由于湛江湾内不同区域的地形和地理位置变化较大,使得湛江湾内不同区域交换能力相差较大,其中,靠近湛江湾出口处交换能力最强,特呈岛以北海域交换能力最弱,交换时间与物质的初始浓度无关,与投放时刻和外源强迫密切相关,在治理湛江湾环境时,应分区进行,注意选择污染物排放时间和位置。