海南南渡江下游二維水動(dòng)力及水生態(tài)數(shù)值模擬

摘要： 為了模擬河流水生態(tài)系統(tǒng)演變,探討熱帶河流浮游植物和浮游動(dòng)物生物量在流量影響下的沿程變化規(guī)律,在求解河流二維淺水方程的基礎(chǔ)上,考慮浮游動(dòng)物、浮游植物、懸浮碎屑、無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷等輸運(yùn)和演變子模型以及各子模型間的耦合作用機(jī)制,構(gòu)建水生態(tài)動(dòng)力數(shù)學(xué)模型,并將該模型應(yīng)用于我國(guó)熱帶河流——海南南渡江下游龍?zhí)翂沃寥牒？诙?長(zhǎng)約28 km).數(shù)學(xué)模型采用ADI-QUICK格式差分方法對(duì)水動(dòng)力學(xué)方程和對(duì)流擴(kuò)散方程進(jìn)行離散求解,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)各類生物變量輸運(yùn)和演化.通過(guò)對(duì)河流水面線高程、營(yíng)養(yǎng)鹽含量、浮游生物生物量模擬值與實(shí)測(cè)值加以對(duì)比進(jìn)行驗(yàn)證.實(shí)證結(jié)果表明,在生態(tài)參數(shù)合理率定前提下,忽略河流流量的時(shí)間變化,采用豐水期、平水期和枯水期工況下的代表流量加以概化,數(shù)值模擬仍能獲得局部河段浮游生物生物量模擬值與實(shí)測(cè)值整體相符合的結(jié)果.浮游植物和浮游動(dòng)物生物量均沿水流方向逐漸降低,但隨流量的增大整體上呈降低趨勢(shì),豐水期上游浮游生物生物量為下游的1.6倍,枯水期達(dá)到9.3倍.受海水入侵、沿程污染排放等因素的影響,枯水期浮游生物生物量模擬值與實(shí)測(cè)值的偏差遠(yuǎn)大于豐水期.枯水期河道浮游植物和浮游動(dòng)物生物量模擬值的最大值分別為77.71和38.56 mmol/m~3(均以C計(jì)),約為豐水期的3.8倍,說(shuō)明枯水期水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于豐水期. （共10頁(yè)）