大遼河口鹽淡水混合與水交換特性數(shù)值研究.pdf

1、大遼河是遼寧省境內(nèi)的重要河流之一，每年入海淡水量達(dá)38.5×108m3，全河感潮，其入海河口處于遼東灣東北角，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、港口、交通運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾牡乩韰^(qū)位優(yōu)勢(shì)。近年來由于上游入河污染物增多和徑流的減少，導(dǎo)致目前河口區(qū)的水質(zhì)生態(tài)環(huán)境日益惡化，水質(zhì)呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)淡水資源嚴(yán)重不足，咸潮危害日益加劇。以河口區(qū)重要的環(huán)境因子鹽度為基礎(chǔ)，研究時(shí)空變化條件下的水體混合與交換的特征與規(guī)律，旨在為進(jìn)一步治理保護(hù)大遼河口區(qū)生態(tài)環(huán)境以及優(yōu)化

2、利用淡水資源等提供科學(xué)合理的理論指導(dǎo)和依據(jù)。
　　 本文選用三維水動(dòng)力.水質(zhì)耦合數(shù)值模型(FVCOM)，考慮兩大主要?jiǎng)恿σ蛩爻毕蛷搅鞯南嗷プ饔?，?duì)大遼河口區(qū)的鹽度分布、鹽水入侵和混合，以及水體的交換時(shí)間進(jìn)行了模擬計(jì)算。首先，根據(jù)2009年和2010年大遼河口多期的水位、潮流和鹽度監(jiān)測(cè)資料，進(jìn)行模型的合理性和穩(wěn)定性驗(yàn)證；然后，綜合考慮大遼河枯、平、豐水期的徑流條件，得到河口的鹽度時(shí)空分布變化特征，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用混合比概念定量判定

3、鹽淡水的混合類型并深入分析研究其混合過程；最后，以保守物質(zhì)對(duì)流-擴(kuò)散方法討論混合水域的水體交換特性。
　　 從鹽度的平面分布上看，不同水期下大遼河口的鹽水入侵和淡水?dāng)U展情況差異很大?？菟跐q潮時(shí)0.5等鹽線位于田莊臺(tái)河段，鹽水上溯最遠(yuǎn)，入侵最為嚴(yán)重；平水期，0.5等鹽線分布于刀把子附近河段，漲落潮過程中榮興提水站附近的鹽度均低于0.5，該水期的徑流條件是用于農(nóng)業(yè)灌溉提水壓潮流量的參考標(biāo)準(zhǔn)。受河口地形及科氏力等因素的影響，沖淡水主

4、要沿河口潮灘的西側(cè)水道向外海擴(kuò)展，從枯水期到平水期，隨著徑流的增大，沖淡水?dāng)U展越來越遠(yuǎn)，豐水期徑流為434m3/s時(shí)，淡水影響至口門20km以外。
　　 從鹽淡水垂向混合特征來看，大遼河口基本上處于高度混合狀態(tài)，即為強(qiáng)混合河口，這與其強(qiáng)潮河口的性質(zhì)和較大寬深比的地形條件密切相關(guān)，且混合進(jìn)行的主要?jiǎng)恿榇瓜虻耐臄U(kuò)散運(yùn)動(dòng)，摻混作用較弱；潮差越大，越利于鹽淡水的垂向混合：混合的強(qiáng)度在河口潮流速最大的落急時(shí)刻反而最小，而在漲憩和落憩的轉(zhuǎn)

5、流時(shí)刻達(dá)到潮周期最大。需要特別指出的是，豐、平水期徑流較大時(shí)，入海口門附近區(qū)域的鹽淡水呈現(xiàn)較弱的部分混合特征，沖淡水主體峰區(qū)的這種層化現(xiàn)象加劇了大遼河口沉積和污染物輸運(yùn)等環(huán)境過程的復(fù)雜性。
　　 對(duì)于混合河段的水體在水平向的交換，徑流的大小是決定其更新交換能力的強(qiáng)弱的主要?jiǎng)恿σ蛩?，徑流越大整個(gè)水體交換得越快；枯水期，外海潮流的稀釋作用對(duì)于水體的更新占主導(dǎo)地位，尤其是受潮影響較大的下游河段；但當(dāng)徑流增大，徑流下泄與潮流頂托這種相互