基于粒子示踪法的香溪河环流模式及营养盐补给分析

Analysis of Water Circulation and Nutrient Supply of Xiangxi Bay Based on Particle Tracing Method

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摘要针对香溪河库湾分层异重流对河段营养盐输移的影响,利用CE-QUAL-W2 模型建立香溪河库湾立面二维水质模型,模拟 2015 全年库湾水动力过程,采用粒子示踪技术对不同环流模式下的营养盐输移过程、补给途径进行分析.结果表明:香溪河库湾水体环流过程受上游入流和下游倒灌两种驱动力的影响,根据异重流潜入深度可基本存在 6 种环流模式,而对水环境影响较大、持续时间较长的典型环流模式有 3 种,分别是下游表层倒灌-上游底层入流模式、下游中层倒灌-上游底层入流模式和下游底层倒灌-上游底层入流模式.第一种环流持续时间最长(160 d),利于增大混合层深度(库湾整体大环流),缩短水体滞留时间(粒子留存量最小).香溪河上游顺坡异重流对以 P3 点为代表的上游回水末端的营养盐补给贡献率达到 85%,水平补给和掺混补给是真光层营养盐补给的主要方式;中下游水体营养盐外源输入主要是长江干流水体倒灌补给作用.随着干流水体的倒灌深度增加,水头碰撞导致库湾垂向掺混增强,上游顺坡异重流对库湾真光层营养盐的贡献率上升,而下游倒灌水体的贡献率持续降低.