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长江河口区物质输移动力机制研究

作　者: 孟凡宇
导　师: 王宏；雷坤
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 长江口杭州湾物质通量机制分解垂线平均流速悬沙含量盐分温度 DO PH COD 氨氮活性磷酸盐
分类号: TV148.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

河口是陆地淡水与海洋咸水的混合区域,由于两大水体性质差异较大,包括泥沙等物质在此过渡区域内容易发生质的突变,无论是从纵向上或是横向上,情况都极为复杂。河口区又是大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间多种过程相互作用最活跃的地带,也是各圈层之间直接进行物质、能量、信息交换频繁和集中的区域。河流径流所携带的泥沙对全球生命物质的循环具有深远的意义,同时水体中泥沙所携带的各种营养元素、有机物质及污染物质对河口地区的生态环境也将产生重大影响。随着人们对河口海岸开发的日益深入,人们已越来越认识到,海岸带在全球物质循环和气候变化中扮演着重要角色,其流域水文和河口的水动力、生态系统对海洋水体和沉积物、大气、陆地间的物质交换起重要作用,河流搬运泥沙至河口沉积和沿岸输运,影响海岸带的地貌演变。因而,对河口物质输移机制的研究,越来越受到国内外诸多学者的关注据统计,世界上约有60%的人口居住在沿海,2/3的大中城市160万人以上座落在沿海,约有90%的鱼获量来自面积和体积分别仅占全球海洋的8%和0.5%的近海。由于人类活动(施肥、建坝、引水、土地利用、城市化、工业生产、排污等)的影响,使得人类赖以生存的海岸带(河口至陆架坡折带)的生态环境急剧恶化,江河入海物质变化规律失调,海洋生物资源受到威胁乃至破坏,这已成为有关全球变化的突出问题之一。为此,国际设置了“海岸带陆海相互作用”(LOICZ—Land-Ocean-Interactions in the Coastal Zone:1993-2012)研究计划。LOICZ所聚焦的研究区域(即它所定义的海岸带,海平面以上和以下200m之间的区域)是陆地、海洋与大气交汇和相互作用的区域。其总体目标是在区域和全球尺度上确定相互作用的动力学机理、地球系统各分量的变化如何影响海岸带并改变其在全球循环中的角色,评估海岸带的未来变化如何影响人类对它的利用,以及海岸带可持续利用和综合管理提供坚实的科学基础。本文在参考有关文献相关研究的基础上,对长江口及杭州湾海域有关泥沙输运等方面进行计算分析。根据测区内12个准同步监测站位连续两个潮次的流速、悬沙含量、COD、氨氮、活性磷酸盐以及水深等有关时序测量资料,采用机制分解法对各个站位的数据先进行分解,然后计算出该站点悬沙含量与各种污染物的净输运率及方向,分析不同的区域水沙输运的不同特性。对各站潮流的分布、潮平均流速分布及其余流特征做了细致的分析。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-12
第1章绪论  12-16
  1.1 研究目的和意义  12-13
  1.2 国内外研究现状分析  13-15
  1.3 本文研究内容  15-16
第2章研究区域、资料来源与研究方法  16-22
  2.1 研究区概况  16-19
    2.1.1 长江来水来沙特征  17-18
    2.1.2 河口水文特征  18
    2.1.3 河口动力特征  18-19
  2.2 资料来源  19-20
  2.3 研究方法  20-22
    2.3.1 垂线平均流速和垂线平均浓度  20
    2.3.2 余流的计算方法  20-22
第3章长江口洪季潮周期水环境特征  22-42
  3.1 温度和盐度分布特征  22-27
    3.1.1 潮周期变化特征  22-25
    3.1.2 垂向分布  25-27
  3.2 DO 和PH 分布特征  27-33
    3.2.1 潮周期变化特征  27-30
    3.2.2 垂向分布  30-33
  3.3 潮流和潮余流特征  33-38
    3.3.1 流速的潮周期分布  33-35
    3.3.2 潮余流分布  35-38
  3.4 悬沙分布特征  38-42
    3.4.1 悬沙的潮周期分布  38-39
    3.4.2 悬沙垂向分布特征  39-42
第4章物质输移通量及机制研究  42-60
  4.1 河口物质输移机制理论  42-44
    4.1.1 垂向平均物质通量理论  42-43
    4.1.2 瞬时物质通量理论  43-44
  4.2 水流和悬沙输移通量及机制分析  44-52
    4.2.1 水流输移机制  44-46
    4.2.2 悬沙输移机制  46-51
    4.2.3 不同区域水沙输移机制的差异性分析  51-52
  4.3 盐分输移通量及机制分析  52-54
    4.3.1 盐分输移机制  52-53
    4.3.2 不同区域盐分输移机制的差异性分析  53-54
  4.4 污染物输移通量及机制分析  54-60
    4.4.1 COD 输移通量及机制分析  54-56
    4.4.2 无机氮输移通量及机制分析  56-58
    4.4.3 活性磷酸盐输移通量及机制分析  58-60
第5章物质输移通量分析  60-62
  5.1 物质输移通量的谱分析  60-61
  5.2 物质输移通量的小波分析  61-62
结论  62-65
参考文献  65-72
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  72-73
致谢  73-74

长江河口区物质输移动力机制研究

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