萊州灣石油烴海洋環(huán)境容量計(jì)算——基于非線性規(guī)劃的排海通量最優(yōu)化法.pdf

1、我國(guó)擁有遼闊的海洋國(guó)土面積以及儲(chǔ)量豐富的海洋資源，隨著沿海人口以及工農(nóng)業(yè)的快速增長(zhǎng)，陸源排放入海的各種污染物數(shù)量日益增多，主要包括石油類以及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽等污染物，嚴(yán)重破壞了近岸海域海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
　　石油烴是海洋主要污染物之一，其污染狀況一直備受關(guān)注。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，通過陸源、石油開采以及船舶運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)入海洋中的石油烴數(shù)量日益增加，造成了海洋生態(tài)環(huán)境的惡化。
　　本文在萊州灣海域構(gòu)建了石油烴生態(tài)動(dòng)力學(xué)模式，模式

2、包括石油烴、微生物、大氣揮發(fā)、營(yíng)養(yǎng)鹽、浮游植物、懸浮顆粒和水動(dòng)力輸運(yùn)這七個(gè)模塊。通過對(duì)21世紀(jì)初萊州灣石油烴的時(shí)空分布進(jìn)行數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，萊州灣西南部海域存在石油烴分布的高值區(qū)，并且灣內(nèi)夏、秋季石油烴濃度比冬、春季高。
　　由于萊州灣石油烴濃度分布具有明顯的季節(jié)變化特征，不可能趨于穩(wěn)定不變的狀態(tài)。為獲取穩(wěn)定的響應(yīng)系數(shù)場(chǎng)，分別選取萊州灣石油烴的月平均濃度場(chǎng)以及月最高濃度場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。同時(shí)本文通過分析認(rèn)為，在萊州灣海域，應(yīng)選用排海通量

3、最優(yōu)化法進(jìn)行污染物的環(huán)境容量計(jì)算。
　　對(duì)于石油烴的月平均濃度場(chǎng)及月最高濃度場(chǎng)這兩種數(shù)據(jù)，在使用排海通量最優(yōu)化法進(jìn)行污染物環(huán)境容量計(jì)算之前，必須分別進(jìn)行該方法使用前提的檢驗(yàn)。首先，系統(tǒng)驗(yàn)證了各石油烴排放點(diǎn)源之間的響應(yīng)系數(shù)場(chǎng)滿足線性疊加性，從而保證了排海通量最優(yōu)化法使用的有效性；其次，驗(yàn)證了基于月平均濃度場(chǎng)數(shù)據(jù)的點(diǎn)污染源響應(yīng)系數(shù)場(chǎng)是線性的，可使用基于線性規(guī)劃的排海通量最優(yōu)化法（簡(jiǎn)稱線性規(guī)劃法）進(jìn)行環(huán)境容量計(jì)算；而月最高濃度場(chǎng)數(shù)據(jù)是非

4、線性的，必須使用基于非線性規(guī)劃的排海通量最優(yōu)化法（簡(jiǎn)稱非線性規(guī)劃法）。
　　根據(jù)石油烴的月平均濃度場(chǎng)及月最高濃度場(chǎng)數(shù)據(jù)，依次相應(yīng)選用線性規(guī)劃及非線性規(guī)劃法，對(duì)萊州灣內(nèi)石油烴的海洋環(huán)境容量進(jìn)行計(jì)算。通過對(duì)比這兩種情況的計(jì)算結(jié)果可知，選用月最高濃度場(chǎng)數(shù)據(jù)雖然會(huì)低估石油烴的海洋環(huán)境容量，但可保證不出現(xiàn)水質(zhì)點(diǎn)濃度超標(biāo)的情況，將對(duì)海域的環(huán)境保護(hù)起到更好的指導(dǎo)作用。故應(yīng)選用非線性規(guī)劃法的計(jì)算結(jié)果：萊州灣石油烴污染物年環(huán)境容量為4576.1噸，