大连凌水湾海域环境容量研究

摘要

近年来,随着我国沿海城市化进程加快,工业区和城镇带建设逐步向海岸带迁移。新建填海工程作为综合开发利用海湾的一种方式,能有效地缓解沿海地区土地资源紧缺的问题,在沿海经济带建设的过程中起着极其重要的作用。
　　 然而填海造地工程在开拓发展新空间的同时,也永久性地改变了海湾的自然属性,致使近岸海湾的功能遭到严重破坏。某些大型海洋填海工程的建设还会导致海湾面积缩小,阻碍海湾的水体交换,从而影响局部海域的纳污能力。在原有海域污染源正常排污的情况下也可能造成海洋环境质量的下降,长期以往海洋生态环境将受到损坏,甚至达到积重难返、难以弭忠的程度。
　　 本论文以凌水湾海域为研究范围,以新建填海工程前后水质和潮流的实际调查资料为基础,旨在对凌水湾主要的化学污染要素(N、P和COD)的环境容量变化进行初探,为避免污染进一步加重提供科学支持。主要研究内容和结论如下:
　　 (1)针对凌水湾水域填海工程前后水质监测结果选用了灰色系统理论进行综合评价。分析评价结果可知,在未填海前该海湾水交换能力强,水质状况良好:而在填海工程之后,海湾被改造形成“喇叭型”海湾,水动力交换能力减弱,水质质量呈现明显下降趋势。
　　 (2)分别筛选此湾中无机氮、活性磷酸盐和COD作为研究物质,利用箱式模型对3种污染物的存在环境容量进行估算,3种污染物在海湾的停留时间较填海前分别延长了2.45倍、2.70倍和5.64倍。由于海湾面积缩小了56%,海湾纳潮量减小,其环境容量明显减小。
　　 (3)结合二维潮波运动方程和污染物扩散方程,控制湾口断面水质质量满足标准要求,运用数值模拟的方法计算环境容量。验证了箱式模型的估算结果。由计算结果可知,此海域潮流性质属于不正规半日潮,潮流的运动形式由原来的沿岸往复流改变为现在的旋转流,导致了海湾水体交换率下降。
　　 综上所述,凌水湾填海工程的建成使原海湾的使用功能受到削弱,本文对海域环境容量的研究,为遏制环境污染的蔓延,制定海域污染的防治决策提供了科学依据。