水温对藻类生长变化影响的数值模拟

预测浮游藻类的生长变化规律对水华预警有重要意义。在营养物质供应充足、光照充分的条件下,水温为藻类生长的控制因子目前,在大多数藻类生态动力学模型中,水温的影响均被描述为当其值高于某值后,水温越高,藻类增殖速度越快。而近年来的研究表明,当水温高过一定界限时,会对藻类增殖和存活有抑制作用,因此对水温的影响系数表达式进行了改进,用以描述水温对藻类生长过程的影响。同时,联合氮、磷营养盐对藻类增殖作用的数学表达式给出了描述藻类增殖-死亡过程的质量平衡方程,并进一步耦合二维水动力方程和对流-扩散方程,建立了模拟藻类生长-动力迁移过程的二维耦合模型。以于桥水库为例,应用该模型进行模拟。结果表明,模拟结果与实测值吻合良好,较未改进之前更加精确合理,说明改进的藻类生长-迁移模型可正确描述水温、营养盐及水动力条件下的藻类生长与迁移过程。通过对模型的模拟与分析,确定了于桥水库藻类生长的最适宜水温为27℃,在此水温下于桥水库水华风险较大。根据水库藻类生物量最大时刻的叶绿素(CHLa)质量浓度平面分布情况,给出了于桥水库库区藻类易生长和聚集的具体位置,明确了重点防治区为水库北部及坝前区域。