加强海洋监测预报 为北部湾经济区建设服务

今年1月份，国家批准并颁布实施了《广西北部湾经济区发展规划》，把广西北部湾的发展真正上升到国际区域经济合作的战略高度，使广西迎来了一个千载难逢的发展机遇，也使广西海洋工作面临着重大机遇和挑战。因此，全面贯彻落实党的十七大提出的科学发展观，加强海洋环境观测、监测、预报和海洋应急管理工作，为广西北部湾经济区的开发和建设提供服务，真正做好海的文章，是我们当前和今后的一项非常重要且紧迫的任务。

夯实监测预报基础 推进北部湾海洋经济科学发展

在风起云涌的经济大开发建设热潮中,北部湾,这个中国最洁净的港湾,这个中国惟一保留着原生态的海域,还能让"白浪逐银沙、海豚跃水面、鸥鹭遨蓝天、红树映碧海、南珠临清风……"的美景永驻吗?回答是肯定的。因为,"十一五"期间,广西开放开发的重心在北部湾,环境保护的重心也在北部湾!那么如何实施北部湾开发与保护?请看广西权威人士发表的真知灼见——

广西钦州湾沉积物重金属污染现状及潜在生态风险评价

对钦州湾沉积物进行采集,测定了沉积物中的Zn、Pb、Cu、Hg、Cd、As重金属的含量。用单因子指数法和Hakanson潜在生态风险指数法评价了沉积物中重金属综合污染效应。研究结果表明:钦州湾沉积物中Zn、Pb、Cu、As、Cd、Hg的平均含量分别为60.0×10-6、31.3×10-6、19.8×10-6、11.31×10-6、0.083×10-6、0.046×10-6。沉积物质量评价结果表明:各种重金属单因子指数污染程度依次为Cu(1.15)>Pb(1.14)>As(0.93)>Cd(0.92)>Zn(0.90)>Hg(0.51),多种污染物综合效应指数为5.56,为较低的中等程度污染;各种重金属的潜在生态危害参数大小顺序为Cd(27.71)>Hg(20.58)>As(9.32)>Cu(5.75)>Pb(5.69)>Zn(0.90),其潜在生态风险指数RI平均值为69.95,属于低潜在生态危害的范畴。

带周期项的海平面变化灰色分析模型及广西海平面变化分析

提出了一种带周期项的海平面变化灰色分析模型．该模型保持了GM（1，1）模型能较好反应海平面变化趋势的优点，不仅能求出海平面变化速率，还能方便求出海平面变化的加速度，同时，该模型能较好的模拟海平面变化中的周期现象，从而克服了GM（1，1）不能预报周期性显著的月平均海面的缺点，并提高了预报精度．模型用于广西沿岸海平面变化分析，结果表明北海、涸洲、白龙尾3站的相对海平面上升速率分别为1．67、2．51、0．89mm／a；石头埠相对海平面呈下降趋势，下降速率为0.5～1.0mm／a；广西沿岸绝对海平面上升速率为2．0mm／a．和线性趋势项与周期项叠加的海平面分析模型相比，两者模拟精度相当．

广西重点港湾的潮流和余流

根据 198 6年和 1996年报告的实测资料 ,分析广西铁山港、北海港。

涠洲岛海域赤潮发生与海洋水文气象关系初步研究

根据广西涠洲岛附近海域发生的赤潮实况,分析2003年7月和2004年6月广西涠洲岛海域赤潮发生与海洋水文气象的关系。结果表明,涠洲岛雨季来临之前,气温、海水温度增加,海平面气压、相对湿度下降,风速减弱容易诱发赤潮,赤潮爆发后对该海域盐度影响较大。降水量的多少是影响赤潮发生的一个关键因素。海洋水文气象要素条件是赤潮发生的重要启动因子。

广西沿海年极值波高分析

经分析发现广西沿海极值波高不符合常用的P－Ⅲ型分布，并分析了其符合的分布函数，结果表明对Weibull分布符合最好。为解决Weibull分布参数难于确定的问题，引入了共轭梯度法计算其参数。最终计算了多年一遇的极值波高。

北部湾物理海洋模型的建立与验证

采用坐标变换方法 ,在北部湾上层海洋采用正交坐标系以获得垂向高分辨率 ,在底层水体采用 Sigma坐标系以拟合地形 ,建立北部湾的物理海洋模型 ,并利用建立的模型分别模拟北部湾的 M2 、K1 、O1 分潮 .结果计算值与实测值相比 ,M2 、K1 、O1 分潮振幅的绝对平均误差分别为 3.4 cm、 4 .7cm、 5 .1cm ,相位绝对平均误差分别为 7.1°、 9.3°、 7.2°,在潮波模拟可以接受的误差范围内 ,模拟的潮波系统与实测的潮波系统符合良好 .说明建立的模型对潮波模拟具有较高精度 ,模型是可靠的、稳定的 ,可用于有关工程计算以及环流的模拟计算 .

广西沿海海水表层温度分析

根据广西沿海防城港站、北海站和涠洲岛站3个海洋观测站的10年(1997～2006年)海水表层温度(以下简称SST)资料统计分析广西沿海海水表层温度。结果表明,广西沿海SST旬平均的年变化都呈单峰型。两旬之间的水温变化取决于本旬水温与上旬气温之差。SST月平均变化在3～7月递增,在9月至翌年1月递减。涠洲岛站各月月平均水温之间的差距比较小,北海站次之,防城港站各月月平均水温之间的差距比较大。广西沿海SST年平均水温都是在1998年、2001年、2003年和2006年出现高峰,在2000年、2005年出现低谷。

北海市沿岸风暴潮预报方法研究

根据1965—2008年共77个热带气旋影响的北海站过程最大增水资料,采用两种方法进行后报结果研究,结果表明:经验预报方法的计算值与左路台风的实测值拟合较好,但是,当实测值≤70 cm时,其计算值大于左路台风的实测值,当实测值﹥70 cm时,其计算值小于左路台风的实测值;数值预报方法的计算值与左路台风的实测值拟合较好,但是,无论左路台风(实测值﹥70 cm)或中路台风,数值预报方法的计算值都小于实测值,而其它两路台风没有呈现规律性变化;两种预报方法结果检验,得出无论右路台风、中路台风、左路台风(实测值≤70 cm)或左路台风(实测值﹥70 cm)的风暴过程最大增水预报,经验预报方法计算结果均较好,尤其是对左路台风(实测值≤70cm)的风暴潮预报。

北部湾三维风生流及密度流模拟

将Casulli差分格式引入三维物理海洋模型计算 ,模拟了北部湾风生流及密度流 .模拟结果表明 ,夏季西南季风在北部湾导致一个顺时针环流 ,夏季海水密度梯度导致一个逆时针方向的环流 ,密度流明显强于风生流 ;冬季东北寒潮导致一个逆时针环流 .模拟结果不支持北部湾夏季为一顺时针环流、冬季为逆时针环流的传统结论 ,而支持终年为逆时针环流的观点 .

北部湾三维潮流数值模拟

模型以经Ｓｉｇｍａ坐标变换后具有自由表面的三维非线性Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程为基本方程，以分裂算子法剖分动量方程，用全隐差分格式求解连续方程得到自由表面，最后计算完整的速度场．此外，采用紊流封闭模型求解垂直方向紊动粘滞系数，准确获得了摩擦影响层的潮流结构．应用本模型计算了北部湾的潮波运动，重现了Ｋ１。

北部湾三维风暴潮模拟

模型以经Ｓｉｇｍａ坐标变换后具有自由表面的三维非线性Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程为基本方程，采用紊流封闭模型求解垂直方向紊动粘滞系数，建立了一个北部湾的三维风暴潮模型。应用该模型对典型的８００７号及８４１０号风暴潮进行了模拟，风暴潮位的验证较好，并获得了风暴潮流的空间结构特征，揭示了台风引起的北部湾沿岸海水交换。

防城港二期围海工程后的潮流变化及溢流悬沙输移

用浅滩潮流模型预测防城港二期围海工程对港湾潮流的影响．用泥沙模型模拟溢流悬浮沙的输移范围．结果表明，二期工程后防城港潮流变化不大。

钦州湾物理自净能力研究

采用二维潮流数值模型和水质模型探讨了钦州湾污染物的扩散规律，利用钦州湾海域现场观测数据，计算了钦州湾的海水交换率，平均半更换期及环境容量。计算结果表明，在较大潮汐时，钦州湾的海水交换率为０．１２４，平均半更换期为７．２个潮周期，保持一级海水的ＣＯＤ排放量为每个潮周期２３４．５ｔ，保持二级海水的ＣＯＤ排放量为３６６．９ｔ。

防城港口门外抛泥区潮流及质点轨迹模拟

模拟研究了防城港倾倒区潮流流场及质点的拉格朗日漂移 ,结果表明潮流动力场及倾倒点所选位置有利于保证航道的疏浚效果。

北部湾潮汐数值计算参数的试验

选不同的海底摩擦系数以及水平湍流摩擦系数，对北部湾的ｋｉ分潮进行了数值模拟试验。结果表明，当底摩擦系数取０．００２～０．００３，而水平湍流摩擦系数取１×１０２～５×１０３ｍ２／ｓ时其模拟结果与实测潮波系统比较吻合。潮波动力学方程中的底摩擦项对数值结果影响较大，而水平湍摩擦项对数值结果的影响不甚明显。

钦州市钦江入海排污口邻近海域沉积物重金属污染评价

对钦州市钦江入海排污口邻近海域表层沉积物中重金属的富集状况进行分析,并采用Hakanson潜在生态风险指数法进行评价。结果表明:5种重金属的平均含量分别为Cu(17.0×10-6)、Pb(14.3×10-6)、As(7.63×10-6)、Cd(0.14×10-6)、Hg(0.044×10-6)。沉积物质量评价结果表明:各种重金属的潜在生态危害指数大小顺序为Hg>Cd>As>Pb>Cu,均属于低潜在生态危害的范畴。

近岸浅海潮流数值模型及其应用

在Casulli提出的半隐式有限差分方法的基础上，通过改进底摩擦力公式以避免在超浅水域底摩擦项过大的缺点，对底摩擦项进行线性化处理以获得隐式效果，对平流项采用适当的差分格式以减小假扩散及对活动边界引入误差的传播，采用高效的选代格式提高运算速度，建立了适合于近岸浅海的潮流数值模型。该模型有良好的稳定性，计算时间步长不受CFL条件的限制。在防城港的潮流模拟中，模型的验证结果良好。

防城港湾海域水质模糊评价与分析

海域水质对海洋环境保护起着至关重要的作用,通过海水环境评价能够正确反映海水环境质量和污染状况。本文采用模糊数学方法通过一级、二级模糊评价对防城港湾海域的水质状况进行分析评价,为该海域的保护区管理和水域资源开发利用提供科学依据。