珠江河口夏季缺氧现象的模拟-水科学进展.pdf

第 19 卷 第 5 期 水 科 学 进 展 Vol19 ,No5 2008 年 9 月 　　 ADVANCES IN WATER SCIENCE 　 Sep . , 2008 　 珠江河口夏季缺氧现象的模拟 1 2 1 罗 　琳 , 李适宇 , 王东晓 ( 1 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室 , 广东 广州 　510301 ; 2 中山大学环境科学与工程学院 , 广东 广州 　510275) 摘要 : 夏季底层水体缺氧现象是珠江河口存在的环境问题之一 。使用三维水动力生态耦合模型来分析珠江 口缺氧 现象的分布状况和产生原因。模拟结果表明: 模型能很好的再现珠江口的缺氧敏感性区域和强度 。珠江口存在的底 层水体缺氧现象是水体强烈层化和生化耗氧过程共同作用的结果 。缺氧现象的发展与减退受潮汐涨落的影响 。珠 江口盐度潮汐混合锋面和层化作用控制低氧水团的范围和强度 。 关 　键 　词 : 缺氧 ; 珠江口; 层化作用 ; 潮汐混合 ( ) 中图分类号 : P342 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2008 大部分海洋生物均需依赖溶解在水中的氧气来维持生命 , 适量的氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖的基本条 件 。缺氧 , 即 “低氧”现象的出现会改变生物群落的组成和结构 , 改变沉积物环境 , 对整个河口区的水生生态 系统会产生严重的影响 。由于鱼类和贝类在溶解氧低于 3 mg/ L 的水体中开始死亡 , 本研究中将海水中溶解氧 ( ) [ 1] 含量低于 3 mg/ L 的现象定义为“缺氧”Hypoxia 现象 。研究普遍认为 ,缺氧现象存在和发展是水体的自然物理 条件和富营养化共同作用的结果 。 珠江口是中国著名的三大河口之一 ,珠江水系主要干流西江 、北江和东江流经珠江三角洲经济发展区 ,汇合 后由虎门、蕉门、洪奇门、横门、磨刀门、鸡啼门、虎跳门和崖门八大口门分流进入南海 ,在夏季丰水期径流量可超 3 过 20 000 m / s 。珠江口地形复杂 , 滩槽交错 。在地形 、径流和潮汐的共同作用下 , 水动力条件十分复杂 。而且 , 随着近几十年来珠江三角洲地区的快速城市化与工业化发展 , 大量的污染物通过河流或直接排放到珠江 口, 致 使河口水质恶化 , 原有生态环境遭到破坏 , 富营养化 、赤潮 、缺氧等环境问题丛生[2 ] 。作为水生态环境的重要 ( ) 参数 , 了解珠江河口水体溶解氧 DO 的影响因素和缺氧现象的形成原因 , 对珠江 口的可持续发展具有重要意 义 。对珠江口底层水体缺氧现象的观测可上溯到 20 世纪七八十年代进行的大规模海岸带和海涂资源综合调查 , 随后进行的多次调查都发现这一现象[3 ,4 ] 。通过对水体的DO 浓度及环境因子的监测分析 , 有学者从营养盐循 环利用的角度提出缺氧出现的壁垒条件和环境效应等[5 ] , 但 目前尚无对河口沿岸底层水体缺氧现象的专门模拟 研究 。海洋监测是获取水质信息的可靠手段 , 但数据的有限性和不连续性不能反映缺氧的动态过程 。因此本文 构建一个三维水动力生态模型 , 模