本文以大連灣海域?yàn)橹饕芯繀^(qū)域,以大連灣的主要污染物氨氮和磷酸鹽為主要研究對象,基于對歷史資料與監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,用數(shù)值模擬技術(shù),建立了適用于模擬大連灣主要污染物氨氮-磷酸鹽及預(yù)測藻類生長的季節(jié)性三維水運(yùn)動-水質(zhì)模型。模型再現(xiàn)了大連灣水文要素和主要污染物-氨氮和磷酸鹽在大連灣水體中的分布變化規(guī)律,定性分析了營養(yǎng)鹽(主要指氨氮和磷酸鹽)結(jié)構(gòu)對藻類生產(chǎn)的影響,預(yù)測了浮游植物的空間分布特性和季節(jié)變化機(jī)理、污染物負(fù)荷的排放量和排放位置的變化對大連灣水體的影響,并基于Tecplot圖形工具對大連灣水質(zhì)模擬結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行了可視化,為大連灣的水質(zhì)規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)。 模擬結(jié)果表明,由于排污口區(qū)水交換能力弱,污染物被排放之后不能及時被稀釋,而積累形成污染。在灣頂部,擴(kuò)散過程是影響氨氮、磷酸鹽及藻類碳濃度的主要因素;在灣中部,硝化過程是影響氨氮濃度的主要因素,浮游植物的死亡率是影響磷酸鹽濃度的主要因素,磷酸鹽的含量是藻類生長的限制性因素。陸源負(fù)荷是氨氮的主要來源,底層腐殖質(zhì)的分解補(bǔ)充是灣中部及灣口區(qū)磷酸鹽的主要來源。 營養(yǎng)鹽負(fù)荷對大連灣水質(zhì)的影響主要集中在灣頂部的排污口區(qū),隨著污染物負(fù)荷的增加水體中相應(yīng)的污染物濃度迅速增加,營養(yǎng)鹽濃度對藻類生產(chǎn)的影響越來越小。 總負(fù)荷的變化對藻類生產(chǎn)的影響與磷酸鹽負(fù)荷對藻類的影響類似,大于氨氮負(fù)荷對藻類的影響,且在大連灣的灣頂部,年平均N/P比率大大高于16。氨氮濃度和磷酸鹽濃度的變化對藻類生長的影響定性分析結(jié)果也說明在灣頂部,磷酸鹽是限制性營養(yǎng)鹽。由于灣中高的無機(jī)氮的輸入,N/P的值越來越高,在這種情況下,一旦有高的磷輸入時,就有可能引發(fā)某些種的水華的發(fā)生�？梢酝ㄟ^控制磷的排放來控制大連灣水體中藻類的生長。 不同的排放位置對大連灣水體影響的差異反映了海域局部自凈能力的差異。如果排污點(diǎn)源位于水交換能力大的灣口附近的陸源邊界,則進(jìn)入該海域的污染物質(zhì)在海洋環(huán)境動力作用下會很快地被輸送擴(kuò)散,而不會在點(diǎn)源附近積累。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：X55
【部分圖文】：

據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形化所需的數(shù)據(jù)。先編制三維地形圖單元變量值付給每個單元的各網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，通過該數(shù)值計算結(jié)果在相應(yīng)的地形位置顯示出來。形輸出與控制�？梢杂貌煌妮敵鲂问�，如可以不同的平面、截面圖和等值線圖。征信息、文本信息等可視化

結(jié)合計算精度和計算機(jī)性能來確定單元長度。用有限元法對大連灣海域，在平面上分成194個網(wǎng)格，垂直方向上分成5層，在理論上分成970個不規(guī)則的六面體單元，實(shí)際上由于水深的不同，垂直方向上的層數(shù)不同如圖3一1。3.3.1.2有限單元節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及相應(yīng)的編號的生成從第一個單元的上檐的一個點(diǎn)設(shè)為始發(fā)點(diǎn)1號，東西南北面相鄰點(diǎn)的坐標(biāo)并賦予編號，再計算該點(diǎn)下面點(diǎn)5號的坐標(biāo)及相應(yīng)的編號，再求5號點(diǎn)的東西南北面相鄰點(diǎn)的坐標(biāo)及編號，這樣一個單元的8個節(jié)點(diǎn)值坐標(biāo)和編號確定了。類似的求出平面上相鄰單元的節(jié)點(diǎn)值，直到邊界點(diǎn)為止。平面的節(jié)點(diǎn)值確定之后，再根據(jù)上下關(guān)系求出下一層單元的節(jié)點(diǎn)值，再下一層的節(jié)點(diǎn)值，直到海底面邊界單元為止。然后

并在圖形中劃出相應(yīng)的污染區(qū)域，按輸入數(shù)據(jù)的大小，用不同的顏色表示出米，且不同污染區(qū)域的顏色表示可以圖3一5氨氮的空間分布的切面圖根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。濃度標(biāo)量彩色云Fig.3一5SectionpiotUreofCAMdi沈，biution圖，涉及到選擇顏色變量，類型，級別及其范圍。由單元濃度的最大和最小值限定上下限顏色范圍，并確定區(qū)別顏色的級別數(shù)量，每一級對應(yīng)一個顏色分量的線性變化，從而得到均勻過渡的彩色云圖如圖3碑顯示氨氮在大連灣水體中空間分布的等值線彩色云圖。也可在三維標(biāo)量圖中畫出切面圖，顯
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2860082