珠江口水体交换及主要污染物环境容量的研究

摘要

珠江三角洲是中国人口和产业高度集中的地区之一，珠江三角洲感潮河网与河口区承接了大量来自上游和珠三角区域汇入的污染物，水环境污染问题十分突出。开展珠江三角洲水体交换能力和环境容量的研究，不仅能为其他河口，尤其是复杂河网地区的水体交换提供经验和参考依据，更能有效的为珠江口环境污染总量控制提供技术依据。
　　 为此，基于珠江河网和河口的流动的连续性，本文将珠江三角洲河网与河口及其近岸海域看做一个整体，运用一维河网三维河口耦合水环境模型，计算分析了珠江口的水体交换能力，并在考虑八大口门公平的基础上计算了珠江口主要污染物(COD、PO4和DIN)的环境容量。主要内容和研究成果如下：
　　 (1)受径流的影响，珠江口水体的交换能力具有明显的季节特征，八大口门以下至20m等深线之间区域枯水期的平均停留时间为27.8d，丰水期为8.9d，两者相差18.9d，内、外伶仃洋、磨刀门海域和黄茅海海域枯水期的平均停留时间在24.77至38.01d之间，而丰水期的则在3.64至12.9d之间，丰、枯两期的停留时间相差19.5至25.1d之间。无论是丰水期还是枯水期，在大潮时开始投放物质情况下的平均停留时间均小于在小潮时开始投放时的停留时间，相差约为1天。
　　 (2)分析珠江河口水体停留时间的空间分布情况表明，口门附近由于受到径流的冲刷，水体的停留时间较短，香港大部分海域的水体停留时间也较短，尤其是大屿山东南边，香港岛西南面的区域，而深圳湾由于地形比较封闭，水体停留时间相对较长。枯水期水体混合充分，表底层水体停留时间大体一致；丰水期由于强大的径流作用，水体层化现象明显，表底层水体的停留时间出现较大的差异，主要表现为高栏岛和横琴岛之间的区域出现停留时间较大的水团，应该与区域的余流速度较小有关
　　 (3)分析珠江口各子区域各层的水体平均停留时间，枯水期各子区域的平均停留时间按从小到大的顺序为内伶仃洋＜黄茅海＜磨刀门海域＜外伶仃洋，范围为24.77至38.01d；丰水期的顺序则为内伶仃＜磨刀门海域＜黄茅海＜外伶仃洋，其范围为3.64至12.9d。
　　 (4)珠江口的总环境容量随着降解系数的变化呈斜率为正的一次多项式关系，其相关系数为0.978。
　　 (5)不考虑背景浓度时，珠江口的COD、PO4和DIN的环境迁移容量分别为137.3万吨/年、1.1万吨/年和13.7万吨/年，考虑背景浓度时，COD和DIN均无物理迁移环境容量，PO4的迁移容量为6706.4吨/年。
　　 (6)珠江口COD、PO4和DIN的天然环境容量分别为284.0，1.9和15.5万吨/年，减去港澳区域的之后分别变为为：192.9、1.3和11.6万吨/年；COD和PO4的背景环境容量分别为256.1和1.7万吨/年，减去港澳地区的容量后剩下165.0和1.2万吨/年。珠江口的DIN无背景环境容量，当上游边界浓度为海水水质一类标准时DIN才有相应的环境容量13.1万吨/年。
　　 (7)对2006年八大口门COD和PO4削减量的分析表明，除了崖门外，八大口门需要消减的COD和PO4均比较大，削减幅度都在63％以上。
　　 综合而言，本文较为合理的计算了了珠江口的水体交换和环境容量，能为开展珠江口污染物总量控制提供重要的参考信息。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景和选题意义

1.2研究进展

1.3研究内容和技术路线

1.4论文创新点

第二章一维河网和三维河口耦合水环境数学模型理论

2.1一维河网水环境数学模型

2.2三维河口水环境数学模型

2.3一维河网与三维河口模型的动态耦合方法

第三章水环境数学模型的设置和验证

3.1珠江三角洲自然环境概况

3.2模型的设置

3.3模型的验证分析

第四章珠江口水体交换能力分析

4.1平均停留时间的计算方法和设置

4.2水体交换能力计算分析

4.3小结

第五章珠江口环境容量计算

5.1环境功能区域划分

5.2环境容量问题的设定

5.3环境容量计算结果

5.4八大口门污染物削减量分析

5.5小结

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献：

致谢