大亞灣水交換的數(shù)值模擬研究.pdf

1、海灣水交換是近岸海洋環(huán)境科學(xué)研究的一個(gè)基本命題，對(duì)其的科學(xué)認(rèn)識(shí)是合理開發(fā)利用海灣的重要基礎(chǔ)，可為沿海工業(yè)布局、環(huán)境功能區(qū)劃分、環(huán)境規(guī)劃及排污口的選址等提供科學(xué)依據(jù)。大亞灣是廣東省重要的天然港口和水產(chǎn)資源自然保護(hù)區(qū)，又是廣東省重點(diǎn)開發(fā)區(qū)。但是近年來大亞灣污染日益加劇，局部海域水質(zhì)下降，灣內(nèi)生物多樣性減少，漁業(yè)資源下降。研究大亞灣的水交換能力，除了保護(hù)海洋環(huán)境外，也可為人工魚礁工程等水產(chǎn)土木工程方面提供基礎(chǔ)研究。 本文基于一個(gè)成熟的

2、水動(dòng)力模型ECOM(Estuary Coastal Ocean Model)，對(duì)潮波系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下的大亞灣海域潮流場進(jìn)行數(shù)值模擬，為水交換計(jì)算提供了動(dòng)力場，模型驗(yàn)證良好，并給出了潮致余流的分布。將大亞灣劃分為7個(gè)子區(qū)域，采用Lagrange 質(zhì)點(diǎn)追蹤和物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散模型定量研究整個(gè)海灣和各子區(qū)域的水體存留時(shí)間、水體更新時(shí)間，比較不同子區(qū)域水體的交換能力差異；質(zhì)點(diǎn)追蹤和物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散過程的模擬結(jié)果顯示，大亞灣水交換能力在很大程度了受潮致余流的影響

3、。模擬了年平均風(fēng)場下大亞灣水交換能力，比較了年平均風(fēng)場作用下和僅由潮流驅(qū)動(dòng)的水交換能力，表明風(fēng)場對(duì)大亞灣的水交換能力有很重要的影響，大亞灣的周年平均風(fēng)場有利于水交換。結(jié)果表明，僅考慮潮流作用時(shí)，大亞灣全灣的質(zhì)點(diǎn)存留時(shí)間為87.6天，更新時(shí)間為82.5天；年平均風(fēng)作用下的質(zhì)點(diǎn)存留時(shí)間降低為26.8天，更新時(shí)間降低為26.0天；大亞灣中心部比小灣的水交換能力強(qiáng)，大亞灣各區(qū)域水交換能力從大到小：大亞灣東南部>中東部>西南部>灣頂，三個(gè)小灣的水

4、交換能力，潮作用下范和港>大鵬澳>啞鈴灣，風(fēng)作用下大鵬澳最高；年平均風(fēng)作用下表層水交換能力比底層略高。 根據(jù)研究結(jié)果，大亞灣三個(gè)小灣的水交換能力較弱，而啞鈴灣沿岸為精細(xì)化工區(qū)，廣東核電站位于大鵬澳沿岸，因此要做好污水處理工作，防止水質(zhì)下降。排污口的選擇可以參考本文余流分布圖，使污水易被環(huán)流帶出灣外。大亞灣夏季以南風(fēng)為主，不利于水交換，因此在夏季要注意控制污水的排放量。人工魚礁有聚集魚群和形成特定生態(tài)系統(tǒng)的作用，所以對(duì)水質(zhì)要求較高