摘要
大连金普新区位于大连中心城区北部，是国务院最新批准的国家级新型经济区。金普新区的设立、建设和发展对于引领辽宁沿海经济带海洋经济发展，振兴东北老工业区，进一步深化东北亚区域合作有着深远的意义。金普新区规划围绕普兰店湾建设。全面了解普兰店湾海域现状、正确评估普兰店湾海域环境质量，准确把握普兰店湾海洋环境容量，合理控制污染物输入总量和优化污染物输入分布，不仅对于普兰店湾海域的污染物总量控制、环境管理、环境保护和改善具有重要的理论意义和实用价值，而且对于金普新区的城市规划、产业布局和经济发展具有重大的基础作用，对于金普新区的建设和发展具有非常积极的意义。 本文以普兰店湾海域为研究对象，以普兰店湾潮流和水质的实际调查资料为依据，通数值模拟方法，在分析和研究普兰店湾海域动力学特征和水体交换能力的基础上建立海域水质预测模型，分析和研究普兰店湾对可持续性污染物（COD、磷酸盐、无机氮）的承载能力和环境容量，优化污染物输入分布，提出污染物（无机氮）削减方案。 本文研究的内容和结果如下： 1.利用MIKE21以2012年4月实测数据构建二维水动力数值模型，通过普兰店湾内设定的四个潮位验证点与五个潮流验证点对普兰店湾水动力模型进行验证。经验证，该数值模型具有较高的可信性，可满足普兰店湾污染物扩散模型的需要。计算结果表明，小潮期间水动力强度明显低于大潮期间水动力强度，普兰店湾内较于其他同等规模海湾，流速明显偏小。 2.建立污染物对流-扩散模型，利用浓度示踪剂法，将普兰店湾分为三个区域，并分别求出各个区域水体半交换周期。经对比分析，普兰店湾湾口的水体交换能力强于湾底的水体交换能力，而对整体普兰店湾而言，其水体交换能力偏弱。潮流作用越强劲，其半交换周期越短。水交换能力及污染物扩散能力的大小很大程度上决定了排污口位置的选取，并据此提出了三种普兰店湾污染物排放口的布置方案。 3.建立普兰店湾海洋环境容量污染物排放优化数值模型，以最大允许排放量为目标函数，将普兰店湾海洋环境容量的污染物排放模型简化为线性规划问题。在各个污染物排放口赋以1t/d的源强，并计算出污染物控制点在一个潮周期内（25h）控制因子的浓度增量，从而得出各个控制因子平均污染物贡献度系数，利用Matlab计算得出三个规划排污口联合排放时各个排污口污染物最大允许排放量。经比较得出各个控制因子在三种污染物排放口布设的方案下的最优方案。普兰店湾COD最大允许入海负荷为31.43t/d，磷酸盐最大允许总入海负荷为3.24t/d，无机氮总削减量为951.90t。将计算结果作为输入条件，模拟该排放量下污染物浓度场分布，所得各个污染物控制点浓度值均符合相应的海水水质要求，从而对目标海域COD的最大允许排放量的合理性进行验证。 4.依据污染物排放总量控制的基本原则，需考虑到普兰店湾近岸区域相应不可控制因素及日后普兰店湾经济发展预留相应的污染物排放量指标，可将污染物建议排放量按照污染物最大允许排放量的70%确定，从而得出普兰店湾COD建议允许总入海负荷为22.00t/d，磷酸盐建议允许总入海负荷为2.27t/d。
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