金梦海湾浮游植物群落演替及影响因素研究

2023年7—9月中旬对金梦海湾进行了连续的水质及浮游植物群落调查,分析了区域水质和浮游植物群落结构特征,在此基础上,采用典范对应分析(CCA)探讨浮游植物群落结构特征与环境因子的相互关系。结果表明,金梦海湾水质基本符合第三类海洋水质标准,并存在磷限制,水温、盐度、DO、无机氮(DIN)、磷酸盐(DIP)、硅酸盐(DISi)平均值分别为28.7℃、26.20‰、8.59 mg/L、0.322 mg/L、0.013 mg/L、0.93 mg/L。本次调查共检出金梦海湾浮游植物51种,其中,硅藻门19属31种,甲藻门11属17种,裸藻门1属1种,金藻门1属1种,原生动物门1属1种。浮游植物丰度平均为433.94×10^(4)cells/m^(3),主要类群演变过程为“中肋骨条藻→裸藻→极小海链藻→尖叶原甲藻→锥状斯克里普藻”。典范对应分析结果表明,浮游植物分布主要与水温、盐度、DO、DIN、DIP、DISi、N∶P、Si∶P显著相关。

人工岛对金梦海湾水体交换的影响

为研究金梦海湾人工岛的不同布局对周围海域水动力及水体交换的影响,基于MIKE软件建立三维和二维潮流模型以及保守物质输运模型,运用欧拉法计算水体滞留时间,从整体和分区二个方面分析人工岛对水体交换的影响机制.结果表明:海螺岛工程起到分流?导流的作用,提升了金梦海湾的水体交换能力,水体交换率提升10.17%;海螺岛和进岛路的联合作用,使金梦海湾形成一个水体交换能力较差的半封闭式水域,水体交换率下降7.73%;在建设人工岛时保留潮汐通道有助于该区域的水体交换,进岛路的去除为汤河口和金梦海湾近岸增加一条潮汐通道,水体交换能力增加17.90%;在弱潮流地区,需考虑余流的作用.金梦海湾区域的余流小,潮流弱,因此保守物质滞留时间长,水体交换缓慢,水体的自净能力低.

金梦海湾及其邻近海域水环境因子时空分布特征

近年来渤海西北部的金梦海湾绿潮等灾害频发,对周边海域养殖、旅游等造成严重影响。基于MIKE 21软件建立金梦海湾水动力和水质数学模型,模拟和分析氮、磷等主要污染物的时空分布特性,并结合主成分分析对金梦海湾水质状况进行评价。结果表明,金梦海湾海域潮流为沿岸往复流,涨潮西南向,落潮东北向,流速较小,水动力较弱。金梦海湾及其邻近海域水质时空分布规律明显:在时间尺度上,丰水期水体污染比平水期和枯水期严重;在空间尺度上,水体污染程度整体呈现由河口向外海递减的趋势,其中汤河口近岸海域污染较严重,主要污染源为河流输入污染。

人工岛群对弱潮区海岸动力影响的叠加效应分析

为科学评价人工岛群对周边海岸动力产生的影响,基于MIKE21数值模拟软件建立秦皇岛金梦海湾潮流模型和波浪模型,运用验证合理的模型计算人工岛(群)作用下的潮流场和波浪场。在对金梦海湾已建人工岛群影响下的区域动力过程特征分析的基础上,选取合适分析点研究人工岛间的相互作用。研究表明,由于莲花岛与海螺岛的阻流、导流和分流作用,潮流在海螺岛与岸线之间形成较大范围弱环流区,流速几乎为零,并在莲花岛与海螺岛形成的口门处及人工岛群外侧海域形成流速显著增加区域。这3处区域流场受人工岛群影响最大,其中海螺岛起到控制性作用。在人工岛群共同作用下金梦海湾潮流的变化不是各单一人工岛作用下变化的线性叠加,而有效波高受人工岛间相互作用的影响是线性的。人工岛群对金梦海湾起到很好的消浪效果,但却大大削弱了近岸区域的潮流动力。