太湖蓝藻水华及藻源性“湖泛”形成机制的气象因素研究

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1、摘要毕业论文题目：态塑堇蘧盔坐区蘧塑性：!塑蓬：：丝盛扭剑鲍氢基固盍珏究丕埴趣划鱼篁望专业Q鱼级博士生姓名：王盛盐指导教师(姓名、职称)：垡堑熬援摘要太湖水体的富营养化严重危害着水生态安全，主要表现为蓝藻水华的频繁暴发和“湖泛”现象的时有发生。太湖水体富营养化程度在短期内难以得到明显降低，当气象条件适宜时就会大面积形成蓝藻水华；大量的蓝藻在风场的驱动下向岸边或湖湾浅水区聚积，下沉、死亡、腐烂，在特定的气象条件触发下形成黑臭水团(即“湖泛”)现象。由此可见，气象条件是蓝藻水华及其引发的藻源性“湖泛”预警的关键因子之一。由于气象条件具有

2、可预报性，因此根据气象条件预警蓝藻水华和“湖泛”的形成和暴发是可行的。当太湖藻类生长的生理和生态环境没有得到控制和改变时，高温、微风的气象条件(本研究定义为当天最高气温>25℃、平均风速_<4m／s)是蓝藻水华大面积形成的重要因素之一；而此条件下，湖陆温差造成的局地热力环流叠加在弱的背景风场上，形成了湖面辐散的风场。因此，高温、微风的气象条件既有利于蓝藻水华的形成，也有利于湖面辐散风场的形成。研究蓝藻水华的全湖输移情况时，若用湖岸单一观测点的风速、风向代替整个湖面的风速、风向，就凸显出其不合理性，甚至其研究结果的偏差会非常大。为此，

3、将中尺度气象模式与水动力模式相结合，利用气象模式输出太湖湖面空间有旋、时间不定常的高精度风场，以此来驱动水动力模式研究蓝藻水华的全湖输移情况，就显得尤为重要。本研究发现了高温、微风天气现象与蓝藻水华发生及发展演变的相关性，论证了这种天气现象对蓝藻水华影响的重要性，定义了蓝藻水华气象预警指数；同时证实了高温、微风气象条件下湖陆风及湖面气流辐散现象的存在，提供了这种摘要辐散风场的高精度模拟与预报方法，定义了判别湖面风场辐散现象发生的强度指数；在此基础之上，本文还改进了水质水动力数值模式的上边界气象条件接口，利用高精度气象条件驱动水质水动

4、力模式，以此研究蓝藻生长和输移的水动力条件，提高了水文、水环境模拟与预警的准确度和可信度；并针对2007年无锡饮用水危机事件，阐明了2007年5月黑臭水团和蓝藻水华进入贡湖水厂的动力机制，揭示了藻源性“湖泛’’形成机制的气象因素，建立了蓝藻水华及“湖泛”的预警体系，开发了可视化的预警软件，初步实现了业务化预警。本研究建立了一个可整合气象、水利、环保等多源数据的综合分析平台，初步应用于蓝藻水华及藻源性“湖泛”的短期预警和长期预测，取得了较好的成果；可帮助决策部门直观地判断湖泊水环境特征，为保障太湖的饮用水安全，也为大型湖泊的水生态管理

5、与预警研究提供了指导与借鉴。关键词：太湖；蓝藻水华；气象因素；藻源性“湖泛”；辐散风场英文摘要THESIS：AnalysisofMeteorologicalFactorsoftheFormationMechanismofAlgalBloomandAlgae-derived‘Hufan’inTaihuLakeSPECIALIZATION：EnvironmentalPlanningandManagementPOSTGRADUATE：WANGCheng-linM匣NTOR：PrefessorQIANXinAbstractItisdiffi

6、culttoobviouslyreducetheeutrophicationdegreeofthewaterbodyofTaihuLakewithinashortperiodoftime．Underappropriateweatherandclimaticconditions，large-scalebloomsofblue-greenalgaewillcomeintobeing．Alargequantityofalgalblooms，drivenbywindfield，willaccumulate，settle，perishandd

7、ecomposeashoreorinbaysandshallowwaterareas，andformaphenomenonofblackandodorouswatermasses(thatis，‘Hufan’)underspecificmeteorologicalconditions．Thus，itCanbeseenthatweatherandclimaticconditionsareoneofkeyfactorsfortheearlywarningofbloomsofblue-greenalgaeandalgae-derived‘

8、Hufan’causedbythem．Weatherandclimaticconditionsarepredictable，SOitisfeasibletoprovideanearlywarningoftheformationofbl