物理过程调控的珠江口缺氧特征

对珠江口的多次调查结果证实了珠江口水体缺氧现象的存在，并存在明显的季节和逐年变化特征。受风、径流、潮汐和地形等诸多因素的作用和约束下，珠江口的环流结构复杂，季节变化明显。在富营养环境和物理过程共同作用下，珠江口的缺氧现象具有鲜明地域性和季节性特征：夏季伶仃洋海区区域性底层水体缺氧，以及冬季入海口门、水道表层水体缺氧。在对珠江口溶解氧及其环境因子的现场观测和分析基础上，本项目将通过建立一个适用于珠江河口的三维水动力-生态耦合模型，模拟珠江河口的水动力特征、生态过程以及溶解氧的分布状况。根据模拟结果，研究珠江河口环流的季节变化规律，及其对浮游植物、营养盐、碎屑物质和溶解氧等生态因子的调节分配作用；进一步分析各物理过程在珠江口缺氧过程中的作用，通过确定主要影响因素，探讨水体缺氧现象产生、发展和消亡的动力学机制。

对珠江口的多次调查结果证实了珠江口水体缺氧现象的存在,并存在明显的季节和逐年变化特征。珠江口的环流结构复杂,季节变化明显。在富营养环境和物理过程共同作用下,珠江口的缺氧现象具有鲜明地域性和季节性特征:夏季伶仃洋海区区域性底层水体缺氧,以及冬季入海口门、水道表层水体缺氧。在对珠江口溶解氧及其环境因子的现场观测和分析基础上,本项目旨在通过建立珠江河口的三维水动力-生态耦合模型,模拟珠江河口的水动力特征及其对溶解氧分布状况的调控。本项目的主要研究成果包括:对不同年度夏季珠江口的温、盐、溶解氧、叶绿素和径流量等数据进行分析,分析结果表明由径流量决定的层化强度和台风等带来的强化垂向混合是决定缺氧现象产生和位置的重要因素。建立三 维河口模型,通过一系列数值实验,模拟了夏季河口冲淡水羽状锋在径流、潮汐、地形、风场作用下的响应;模拟了冬季咸潮沿河道上溯的现象及其对物质输送的影响。对珠江三角洲主要污染源直接排放的低氧水在河口的输送和分布进行了模拟,调查了它们对珠江口溶解氧环境的影响及其更新时间,并通过数值实验分析了潮汐和风场对低氧水团在珠江口的输送和分布的影响。研究证明,物理调控对珠江口水体溶解氧的分布和缺氧的形成有不可忽视的重要作用。在目前我国近岸富营养化和污染日益严重的情况下,本项目的执行加深了对珠江河口水动力特征及其对溶解氧等环境因素的调控作用的认识,对珠江口的可持续发展具有重要现实意义和学术价值。