橫沙東灘圈圍工程對周邊水環(huán)境影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、橫沙東灘位于長江口橫沙島東側(cè)，灘地面積達460km2，是非常重要的灘涂資源。近年來，土地緊缺的問題制約著上海城市的發(fā)展，需要人工圈圍長江口淺灘，促淤造地。橫沙東灘圈圍造地始于2003年，工程全部實施后將造地200多萬畝，從而可以有效地緩解上海市的土地壓力，具有很大的經(jīng)濟和社會價值。然而，灘涂圍墾會對周邊水環(huán)境產(chǎn)生深刻的影響，因此，以橫沙東灘圍墾工程為例，研究工程對周邊水環(huán)境的影響具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文基于MIKE模型，對長江口地

2、區(qū)的水環(huán)境進行數(shù)值模擬，同時基于該模型對長江口的污染物粒子輸移擴散影響因素進行研究，最后對橫沙東灘圈圍工程的水環(huán)境效應(yīng)進行深入分析。論文的主要工作分為以下幾點:
　　(1)闡述了近海潮流、鹽度和水質(zhì)模擬的研究進展，介紹了長江口的水文情況。
　　(2)對模型方程、時間積分及空間離散進行詳細介紹。
　　(3)以長江口、杭州灣及其鄰近海域作為研究背景，建立三維斜壓數(shù)學(xué)模型，對潮位、潮流、溫鹽、水質(zhì)進行數(shù)值模擬。
　　(

3、4)以上海市主要排污口之一（石洞口）排放的污水作為研究對象，基于Lagrange示蹤粒子法，對外排污染物粒子輸移擴散影響因素進行研究。研究結(jié)果表明:關(guān)于風(fēng)的影響，風(fēng)擴大了污染物粒子在長江口海域的污染面積，削弱了污染物對長江口南側(cè)岸線及杭州灣的污染。關(guān)于熱通量的影響，熱通量削弱了表層污染物粒子在長江口海域的擴散，且增強了中層及底層粒子在杭州灣的輸移，相比于其他因素，熱通量對污染物粒子的輸移擴散影響相對較小。關(guān)于溫鹽的影響，溫鹽的斜壓效應(yīng)使

4、得污染物粒子在長江口海域的擴散面積減小，并使得污染物粒子沿下游向杭州灣輸移的距離增加，從而加劇了污染物對杭州灣的污染。關(guān)于潮流的影響，M2分潮削弱了污染物粒子向杭州灣的輸移擴散，且M2分潮對表層和中層的影響較底層更為顯著。
　　(5)對橫沙東灘圈圍工程的水環(huán)境效應(yīng)進行分析，具體從潮位、流速、鹽度、水質(zhì)等方面進行對比。結(jié)果表明:圈圍工程實施后，工程周邊水域流速變化較明顯，北槽和北港流速增大，河床持續(xù)受到?jīng)_刷，南槽流速減小，河床落淤;