渤海环境动力学数值模拟及环境容量研究
当陆地资源日趋枯竭、生态环境逐渐恶化的时候，占地球表面71％的海洋，以其巨大的资源、能源、环境功能，正越来越多地引起人们的关注；而海洋环境容量的定量研究，无疑会为各项海洋环境决策提供科学依据。本文正是基于这种考虑，对渤海的环境容量进行探讨。
本文首先回顾了环境容量的各种观点，总结评述了目前海洋环境容量计算的三类方法：箱式模型，分担率法以及最优化法。箱式模型适用于较小的海域，而且会过高估计环境容量；分担率法方便管理，实际上相当于按现状等比例分配环境容量；经济最优法符合可持续发展思想，但操作比较复杂。经过分析比较，最后选择总量最优法并加以改进，用以计算渤海的环境容量。
然后，采用HAMSOM模式，以开边界M2，S2，N2，K1，O1五个分潮和海面风场、热通量为驱动力，模拟了渤海的流场和温盐度场。与已有研究结果比较基本一致，从而验证了模式的可靠性。采用粒子追踪方法模拟了渤海的浓度场，以期得到各个排污口的响应系数场，作为计算海洋环境容量的基础。与其它数值方法相比，粒子追踪方法具有数值稳定性好，易于增加生化过程等优点。
接着，在前面模拟的渤海流场、温盐场和浓度场的基础上，适当选取水质控制点，用总量最优法计算了渤海的COD环境容量，计算结果为：渤海在一至四类海水水质标准下的COD环境容量分别为36.59×104t/a、54.88×104t/a、73.13×104t/a和91.45×104t/a。根据已有的研究结果，建立渤海石油烃环境容量模型，该模型包括微生物模块，大气模块和水动力模块，综合考虑了物理自净，化学自净和生物自净，过程比较完备。以此模型计算了渤海的石油烃环境容量，计算结果为：渤海在一至四类海水水质标准下的石油烃环境容量分别为2.82×104t/a、16.86×104t/a和28.17×104t/a。然后，把计算结果作为输入，模拟优化后的浓度场，所得浓度场符合各自水质标准，从而验证了计算结果的合理性。
最后，对本文存在的不足和研究的方向作了展望，认为应该加强对各种自净过程机制的研究、相关自净能力参数的率定，以及提出更为科学合理的海洋环境容量计算方法。
渤海;数值模拟;环境容量;COD;石油烃;环境动力学;温盐场
中国海洋大学
硕士
环境科学
李凤岐;江文胜
2005
中文
P731.2;X171
74
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）