水动力环境下某港口电厂温排水热污染对浮游植物作用研究

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1、水动力环境下某港口电厂温排水热污染对浮游植物作用研究第一章引言1.1研究目的及意义海洋是地球系统的重要组成部分，面积近地球表面积的71%。海洋中自然资源丰富，为人类的生产、生活和发展提供大量的资源和能源，主要包括水资源、生物资源、矿物资源、海水化合物、海水能源、油气资源以及海洋空间等自然资源。可以说，海洋是实现人类社会可持续发展最为重要的宝贵财富[1]。近年来，随着国民经济的持续发展，人们对电力的需求急剧上升，沿海电力能源进一步紧张[2]。为了充分满足电厂对冷却水的大量需求，越来越多的大型滨海热(核)电厂逐渐建成并投产发电

2、，以充分利用海水资源作为电厂冷却水。在滨海电厂运行的过程中，冷却水经由汽轮机的冷却塔，而后携带大量的废热排入电厂周边海域，形成温排水。温排水具有水量大、热量大的特点。王丽霞等(1997)[3]的研究表明，一般情况下温排水温度比海域海水环境温度高7℃~10℃。温排水造成滨海电厂周围海域水温异常升高，夏季可能致使许多海洋生物死亡，冬季水温环境改变可能导致海洋生物种类和群落结构发生变化[4]。目前，滨海电厂温排水排放导致的生态环境影响问题已日益受到关注。国内、外有关于滨海电厂温排水对海洋水环境和海洋生态环境影响的研究不胜枚举。金

3、腊华等(2003)[5]对国内、外有关于电厂温排水对海洋环境和水生生态影响的研究方法进行了归纳总结：一是根据现场调查及实测资料，分析电厂温排水排放致使周围海域生物资源的损失情况[6、7]；二是根据电厂温排水的排放情况，采用数值模拟的方法计算不同温升梯度温排水在周围海域引起的温升水域面积和范围[8]；三是在计算电厂温排水引起的周边海域温升水域面积和范围的基础上，定性地分析温排水对海洋环境和水生生态环境的影响[9]。魏超(2010)[10]在研究中除此三种研究以外，在遥感观测和定点监测等观测监测方法上进行了补充。但现有的定性研

4、究尚不足以支撑对滨海电厂温排水的监视和监管。因此，结合海水水动力条件，定量地分析滨海电厂温排水对海洋生态环境的影响，为温排水生态补偿提供数据支撑，为有关部门对滨海电厂考察和管理提供理论依据，具有十分重要的意义。目前的研究显示，滨海电厂对周围海域水质及生态环境的主要影响因子包括温升、余氯及机械卷载效应。据统计，电厂每生产1kes;106~4106kes;107m3的水体升温5.5℃。研究表明，一般情况下，在局部海区，长期将超过周围海域水温4℃以上的热水排放到海洋内，就可能造成热污染。因此滨海电厂温排水热污染无疑是海区的一个重

5、要热污染源[11]。此外，温排水由电厂排水口排出，必将向周围海域大面积扩散，相对于余氯和机械卷载效应，温升对周围海域环境的影响范围更为广阔。同时，采用SPSS19.0统计分析软件利用相关性分析及曲线拟合等方法，对温排水影响因子进行筛选。目的在于选择适当的影响因子，研究温排水对海域生物的影响。由于象山港海域是一个狭长型半封闭海湾，而电厂又位于距湾底较近的位置，温排水的热污染扩散轨迹和范围受到水流流场及潮汐的影响很大。因此，利用数值计算的方法建立水动力模型，模拟象山港电厂周围海域的潮流场和温度场，旨在更好地研究温排水的热扩散情

6、况，同时为温排水对生物影响的研究提供背景场。选取浮游植物为本论文研究的主要对象，来研究滨海电厂温排水热污染对其影响程度。以浮游植物作为主要研究对象的优势在于，首先海水中的浮游植物由于个体小，一般都是随水流动的，本身没有或是仅有很弱的游泳能力，因而海水的定常流动对于浮游植物的迁移输运有着重要的作用，他们能被海流带到其他海域，从而扩大分布范围；其次，浮游植物是海洋生物的饵料，是水体的主要初级生产者，是海洋生态系统的基础，对海洋生物的生长和繁殖意义重大。浮游植物受到影响势必引起食物链中其它更高环节上生物数量相应减少，从而导致整个

7、海洋生物群落的衰退[12]。因此，将温排水对浮游植物的影响研究与水动力模型结合，能够更好地建立海水温升与浮游植物影响的相关性分析，建立统计模型，从而实现在水动力条件下，象山港电厂温排水热污染对浮游植物的影响研究。综上所述，一方面，由于电厂温排水的扩散受到海洋水动力条件的影响；另一方面，为了定量地分析温排水影响因子与海洋生物的响应关系。将数值模拟水动力温升场与实验生物数据相结合进行分析。通过温排水扩散数值计算型，确定电厂温排水不同温度梯度的温升包络线，估算象山港电厂温排水的影响范围及面积。并结合现场监测实验，综合地分析象山港

8、电厂温排水热污染对浮游植物的损害情况。第二章象象山港海地理形势2.1象山港位海域本底环象及水文特位于宁波市面紧靠杭州（图2-1）。低山环抱，口岸线297k走向的狭长过佛渡水道，，分别为铁要位于中部象山港地理环境状况特征东南部，穿湾。地理坐口外有六横m，水域总长型半封闭海双屿门水铁港、黄墩部，东北起形势图