温州浅滩围涂开发对周围海域泥沙输运和水环境的影响

摘要

瓯江口海域指的就是浙南的瓯江河口及其附近海域，区域内产业齐全，经济发达，人口众多，是温州市的核心区域之一。随着经济的飞速发展，越来越多的人选择在此区域定居从而导致对于土地的需求变大。瓯江口海域内滩涂资源丰富，温州浅滩是海域内最大的浅滩，对温州浅滩进行围涂开发是增加土地供应，解决土地资源不足的有效途径。但是进行围涂工程将会导致局部区域的水动力情况发生改变，从而会对航道岸线、海域水沙环境和生态环境产生影响，有必要对围涂工程的具体影响进行研究。如何在尽可能减少对工程周围海域水沙环境和生态环境影响的前提下，合理地进行围涂开发是我国沿海地区进行围垦工程所必须面对的问题，所以本文基于MIKE软件，对温州浅滩围涂开发对周围海域水沙环境和水质生态环境造成的影响进行详尽地探讨，以期可以为我国沿海地区围涂造地提供一些案例和经验以供后续工程进行参考分析。
　　本文首先利用基于非结构化三角网格的水动力模型MIKE21，考虑径流和潮流，经过大量实测数据的验证，建立了可以准确反映该海域潮流动力特征的水动力模型。然后通过模拟结果对该海域的潮流动力特征做了详尽地解释。然后，分别模拟了围涂一期工程实施后和围涂二期工程实施后该海域潮流流速的变化，分别得出围涂一期工程和围涂二期工程对该区域潮流场的影响，为后续的泥沙模拟和水质模拟奠定了可靠的基础，为泥沙环境和水质环境的改变原因提供了水动力依据。
　　泥沙对污染物具有吸附和释放的作用，海水中的悬沙还会影响海水的透明度，这些都会影响海水中营养盐和叶绿素a的分布，所以在进行水质模拟之前，有必要对瓯江口海域的悬沙特征进行模拟研究。本文将经过验证的水动力模型和MIKE21中的MudTransportation模块进行耦合数值模拟，建立了可以大概反映瓯江口海域泥沙输运特征的泥沙模型。在此基础上，模拟了三种工况下的泥沙输运情况，通过对比不同工况下的泥沙分布图，总结分析工程对周围海域泥沙输运造成的影响。
　　水质模拟研究是本文研究的重点，运用ECOLAB水质模块和经过验证的水动力模块进行耦合数值模拟，不仅将温度和盐度纳入考虑范围，而且也统筹考虑了海面、大气、径流、光照等诸多影响因素，建立了可以准确反映2007年春季瓯江口海域水质情况的水质模型。通过改变海域中的工程状况得到不同工况下的营养盐和叶绿素a的数值，经过详细地对比得出工程对附近海域的水质和生态环境的影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 水动力数值模拟进展

1．2．2 泥沙数值模拟进展

1．2．3 水质数值模拟进展

1．2．4 围海工程研究进展

1．3 本文研究工作

2 研究区域概况

2．1 地形地貌特征

2．2 水文泥沙特征

2．2．1 径流流量

2．2．2 径流含沙量

2．2．3 潮汐潮流

2．2．4 波浪

2．2．5 泥沙

2．2．6 盐度

2．3 气候气象特征

2．3．1 气温和降雨

2．3．2 风

2．4 社会经济概况

2．5 瓯江口区域工程建设和研究进展

3 模型的构建

3．1 水动力数学模型

3．1．1 基本控制方程

3．1．2 定解条件

3．1．3 数值方法

3．2 粘性泥沙数学模型

3．2．1 基本控制方程

3．2．2 粘性泥沙沉降

3．2．3 粘性泥沙侵蚀

4 瓯江口海域潮流场模拟与验证

4．1 模型设置

4．2 模型验证

4．2．1 潮位验证

4．2．2 流速验证

5 温州浅滩围涂工程对水动力环境的影响

5．1 工程概况和输出测站布置

5．2 瓯江口海域潮流特征分析

5．3 工程对瓯江口海域潮流场影响

5．4 本章小结

6 瓯江口泥沙浓度模拟验证及工程影响分析

6．1 粘性泥沙模型建立

6．2 模型验证

6．3 泥沙浓度的影响

6．4 本章小结

7 瓯江口水质模拟验证与工程影响分析

7．1 背景资料整理

7．1．1 温度和盐度

7．1．2 污染源位置和源强

7．2 模型参数设置

7．3 盐度验证

7．4 水质验证

7．5 温州浅滩围涂工程对海域水环境的影响

7．5．1 盐度影响

7．5．2 水质影响

7．6 本章小结

8 结语与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢