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横沙东滩圈围工程对周边水环境影响的数值模拟研究
| 论文题名： | 横沙东滩圈围工程对周边水环境影响的数值模拟研究 |
| 关键词： | 横沙东滩围垦工程;周边水环境;MIKE模型;数值模拟 |
| 摘要： | 横沙东滩位于长江口横沙岛东侧，滩地面积达460km2，是非常重要的滩涂资源。近年来，土地紧缺的问题制约着上海城市的发展，需要人工圈围长江口浅滩，促淤造地。横沙东滩圈围造地始于2003年，工程全部实施后将造地200多万亩，从而可以有效地缓解上海市的土地压力，具有很大的经济和社会价值。然而，滩涂围垦会对周边水环境产生深刻的影响，因此，以横沙东滩围垦工程为例，研究工程对周边水环境的影响具有重要的理论和现实意义。本文基于MIKE模型，对长江口地区的水环境进行数值模拟，同时基于该模型对长江口的污染物粒子输移扩散影响因素进行研究，最后对横沙东滩圈围工程的水环境效应进行深入分析。论文的主要工作分为以下几点: (1)阐述了近海潮流、盐度和水质模拟的研究进展，介绍了长江口的水文情况。 (2)对模型方程、时间积分及空间离散进行详细介绍。 (3)以长江口、杭州湾及其邻近海域作为研究背景，建立三维斜压数学模型，对潮位、潮流、温盐、水质进行数值模拟。 (4)以上海市主要排污口之一（石洞口）排放的污水作为研究对象，基于Lagrange示踪粒子法，对外排污染物粒子输移扩散影响因素进行研究。研究结果表明:关于风的影响，风扩大了污染物粒子在长江口海域的污染面积，削弱了污染物对长江口南侧岸线及杭州湾的污染。关于热通量的影响，热通量削弱了表层污染物粒子在长江口海域的扩散，且增强了中层及底层粒子在杭州湾的输移，相比于其他因素，热通量对污染物粒子的输移扩散影响相对较小。关于温盐的影响，温盐的斜压效应使得污染物粒子在长江口海域的扩散面积减小，并使得污染物粒子沿下游向杭州湾输移的距离增加，从而加剧了污染物对杭州湾的污染。关于潮流的影响，M2分潮削弱了污染物粒子向杭州湾的输移扩散，且M2分潮对表层和中层的影响较底层更为显著。 (5)对横沙东滩圈围工程的水环境效应进行分析，具体从潮位、流速、盐度、水质等方面进行对比。结果表明:圈围工程实施后，工程周边水域流速变化较明显，北槽和北港流速增大，河床持续受到冲刷，南槽流速减小，河床落淤;同时，周边水域除南港外，盐度普遍减小，说明圈围工程削弱了长江口的盐水入侵;以氨氮和溶解氧作为水质评价指标对工程进行评价，工程后，南港和横沙东滩北侧水域的水质恶化较为严重，且底层水域较表层更为明显，此外，工程的实施加剧了排污口的污染物粒子对南侧岸线及杭州湾水域的污染。 |
| 作者： | 曹帅 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 沈永明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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