论文部分内容阅读
浅水湖泊是长江中下游地区普遍的湖泊类型,目前这些湖泊富营养化问题越来越严重,由此而导致的水环境问题非常突出,并殃及了周边地区的经济发展,如太湖每年蓝藻水华的暴发,不光使居民供水困难,水华产生的毒素还给人类、牲畜及水体生态系统带来了灾难性后果.而太湖作为典型的浅水湖泊,对其水生态系统的研究具有重要的科学意义.为了揭示太湖水动力作用和内源释放之间的关系,本文基于前人的研究成果,对太湖的波浪和湖流特征进行了全面总结,并利用观测资料,进一步研究了太湖的水动力特征.研究发现,太湖各特征波高之间关系与理论值非常接近,说明了太湖中波高基本服从瑞利分布,使用自相关函数法提取出的波浪周期与有效波周期之间的关系为T<,3>=0.77T<,s>+0.2.利用浅水SMB模式,计算了不同风速风向情况下太湖不同区域的波高,发现在不同风向下(不考虑风时的影响),当风速较大时,波高大值区在最大水深区域内,由此得出,在大风情况下,太湖中波高受水深的影响很大.此外,还发现风区长度对波高的影响范围约为30km.利用准三维浅水模式,对太湖盛行风下的流场进行了模拟,结合以往的数值模拟结果,全面总结了太湖的环流特征.同时利用欧拉流观测资料,发现单点流速流向在垂直方向上存在明显切变,有时出现上下层流向相反的现象,验证了数值模拟中存在补偿流的结果,流场垂直切变的临界深度随着扰动的不同而发生变化.通过太湖底泥的调查结果,使用基于统计学原理的插值方法,计算了太湖不同区域的底泥深度,探讨了底泥的分布特征和底泥理化特征的空间变化规律,并深入讨论了太湖底泥的悬浮机制和沉降特性,结果发现,太湖中底泥悬浮主要由于波动作用引起,且扰动越强,波动作用越显著,而沉降以絮凝沉降为主要特征,其沉速范围在0.01~0.15cm/s之间.水体中悬浮物浓度(SSC)对扰动具有明显的响应特征,在弱扰动情况下,SSC有垂直梯度存在,随着扰动的增强,中上层水体中SSC趋于相同,而下层梯度却有所增大,方向由下向上,说明存在波动对中上层水体的混合作用,及湖底沉积物的向上通量.