南黄海海域泥沙过程对污染物输移影响的诊断研究

基本信息
批准号:51409093
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:杨洁
学科分类:
依托单位:河海大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周晶晶,郝嘉凌,丁雪霖,谢婕
关键词:
污染物传输再悬浮游弋时间南黄海辐射沙洲拉格朗日粒子追踪泥沙过程
结项摘要

The influences of the internal sediment motion and redistribution such as the settling and resuspension processes, and the horizontal transport of sediment on the transport and dilution of pollutants are getting focused in recent years. As an effective method for studying the water exchange and transport, transport time scale concepts could be extended to sediment related transport research. Therefore, the radial sandbanks of South Yellow Sea, which is characterized by unique and complex geography and dynamics, is chosen as the study area. And through both the laboratory sediment experiments and numerical modeling, the three-dimensional hydrodynamic and suspended sediment model is setup for South Yellow Sea area. By defining the resuspension age and transport age of sediment, both the exchange characteristics of water and sediment and the response mechanism of the intermittent settling and resuspension processes to hydrodynamics in tidal creek terrain system are studied. Moreover, by involving the Lagrangian particle tracking method, the transport differences for secondary pollution of the adsorbed state pollutants, which is due to sediment settling-resuspension processes, are studied and compared with the situation without considering sediment related processes. The achievements are expected to contribute to the basis of water-sediment exchange and sediment processes influenced transport and dilution of the pollutants, and to provide references for the application in multi-sources sewage proposal for water quality management.

含沙水体中泥沙的沉降、再悬浮过程以及水平输运对污染物输移扩散及空间分布的影响近年来越来越受到学者们的关注,而传输时间尺度作为研究水体交换和输运的一种有效手段,可拓展至泥沙相关输运过程的研究。因此,本项目拟针对动力、泥沙及地貌地形环境均较为独特和复杂的南黄海辐射沙洲海域,通过实验室泥沙实验与数值模拟相结合的方法,建立相应的三维悬沙模型;引入泥沙的再悬浮游弋时间(resuspension age)和水平输运游弋时间(transport age),研究潮沟地形水沙交换的特征及泥沙间歇性沉降-再悬浮过程对潮沟地形地貌系统中动力条件的响应规律;并通过拉格朗日粒子追踪方法,分析附着态污染物由于泥沙沉降-再悬浮过程产生的二次污染而出现的输移扩散规律的差异。预期成果可在一定程度上丰富南黄海海域水沙交换和污染物输移扩散规律的研究成果,在技术上可为沿岸多目标源污水排放的水质管理提供相应理论依据。

项目摘要

南黄海辐射沙脊群拥有潮沟与滩脊交错的独特地形,潮流动态环境中的露滩过程与悬沙浓度分布变化过程密切相关,而吸附污染物的悬沙通过沉降-再悬浮过程与水沙底部交界面发生充分的接触,其中随泥沙沉降的污染物会成为潜在的二次污染源,并在受到扰动后再次进入水体,因此研究考虑泥沙颗粒表面吸附作用的污染物浓度分布变化规律十分必要。本研究围绕南黄海海域泥沙过程对污染物的输移影响,开展了现场采样及室内试验、方程推导和数值模拟等几方面的工作。针对黄海区域及包括钱塘江在内的东海北部区域建立了嵌套的数值模型,复演了辐射沙脊群海域潮流动力支配下的水动力过程,通过粒子追踪法和动力系统方法中的拉格朗日拟序结构分析了点源污染物的输运形态及其与沟、脊地形之间的关系;实现了伴随方法对滞留/曝光时间的求解,并分析了辐射沙脊群海域年龄和滞留/曝光时间的分布形态和对潮汐、风等影响因子的响应规律;以磷作为代表污染物,通过磷吸附物理实验,分析了江苏沿岸泥沙代表粒径在不同磷初始浓度和不同含沙量浓度下的平衡吸附量和吸附动力关系;假设溶解态和吸附态磷在泥沙吸附作用下达到动态平衡,推导了冲淤平衡状态下考虑悬浮泥沙影响的磷迁移转化控制方程,并进一步推导了基于该方程的年龄和滞留/曝光时间的控制方程。基于以上方程在数值模型中的算法实现,比较、探讨了泥沙吸附作用在磷浓度扩散、稀释过程中的影响和作用,结果表明考虑泥沙影响后,污染物输运时间明显增大,且受泥沙吸附能力影响较为敏感,随着泥沙吸附能力增强,泥沙对污染物输运时间的影响增大,并趋于稳定。本项目的研究成果是环境泥沙学科中泥沙污染物吸附对污染物稀释扩散影响规律的有益探讨,加深了对辐射沙脊群海域污染物输运形态的认识,可作为理论参考为近岸海域水质管理、污染物排放提供有益的借鉴。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
2

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

DOI:10.3799/dqkx.2020.083
发表时间:2020
3

格雷类药物治疗冠心病疗效的网状Meta分析

格雷类药物治疗冠心病疗效的网状Meta分析

DOI:10.12092/j.issn.1009-2501.2018.03.010
发表时间:2018
4

吉林四平、榆树台地电场与长春台地磁场、分量应变的变化分析

吉林四平、榆树台地电场与长春台地磁场、分量应变的变化分析

DOI:10.14075/J.gg.2016.11.015
发表时间:2016
5

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)09-2956-07
发表时间:2022

杨洁的其他基金

批准号:30872400
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:81100215
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30271497
批准年份:2002
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:30970582
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61402365
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81802896
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41761065
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31700617
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71862005
批准年份:2018
资助金额:29.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:10926144
批准年份:2009
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:30300070
批准年份:2003
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81303060
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61072061
批准年份:2010
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:31370749
批准年份:2013
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:31260369
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31670759
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31471645
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31771522
批准年份:2017
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:81072212
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:41806176
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81801304
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11347155
批准年份:2013
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31400362
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31870410
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11201051
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30171094
批准年份:2001
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:41403085
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51502181
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61671078
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81860339
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81703188
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400141
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51308360
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61701221
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30600105
批准年份:2006
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600052
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30700073
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81574089
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81102792
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41361060
批准年份:2013
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81702245
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90919032
批准年份:2009
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51801077
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11401400
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30670441
批准年份:2006
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:31670442
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31870747
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:51107146
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81804061
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30872245
批准年份:2008
资助金额:33.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

极端天气事件下南黄海西部海域泥沙输运机制研究

批准号:41606042
批准年份:2016
负责人:周春艳
学科分类:D0603
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
2

长江口南槽泥沙输移和地貌冲淤机制研究

批准号:41706093
批准年份:2017
负责人:梅雪菲
学科分类:D0606
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

床面形态对泥沙输移的影响机理及应用研究

批准号:51379087
批准年份:2013
负责人:张原锋
学科分类:E0903
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

植物对弯曲复式河道泥沙输移及河床演化影响的机理研究

批准号:51279117
批准年份:2012
负责人:杨克君
学科分类:E0903
资助金额:82.00
项目类别:面上项目