海南南渡江下游二維水動力及水生態(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,考慮浮游動物、浮游植物、懸浮碎屑、無機氮、無機磷等輸運和演變子模型以及各子模型間的耦合作用機制,構(gòu)建水生態(tài)動力數(shù)學(xué)模型,并將該模型應(yīng)用于我國熱帶河流——海南南渡江下游龍?zhí)翂沃寥牒？诙?長約28 km).數(shù)學(xué)模型采用ADI-QUICK格式差分方法對水動力學(xué)方程和對流擴散方程進行離散求解,進而驅(qū)動各類生物變量輸運和演化.通過對河流水面線高程、營養(yǎng)鹽含量、浮游生物生物量模擬值與實測值加以對比進行驗證.實證結(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測值整體相符合的結(jié)果.浮游植物和浮游動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,豐水期上游浮游生物生物量為下游的1.6倍,枯水期達到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測值的偏差遠(yuǎn)大于豐水期.枯水期河道浮游植物和浮游動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),約為豐水期的3.8倍,說明枯水期水質(zhì)富營養(yǎng)化風(fēng)險遠(yuǎn)高于豐水期. （共10頁）