福建省海湾数模与环境研究

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页数:144
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出版时间:2008-10
价格:48.00元
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isbn号码:9787502770792
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  • 福建省
  • 海湾
  • 数模
  • 环境研究
  • 海洋环境
  • 数学模型
  • 生态环境
  • 海岸带
  • 福建
  • 科研
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具体描述

《福建省海湾数模与环境研究:福清湾》研究范围包括福清湾和海坛海峡。行政区分属福清市和平潭县管辖。福清是台湾海峡西岸的一座新兴侨乡城市,现有60余万旅外华人遍布东南亚、欧美等76个国家和地区。平潭县海坛岛为福建省第一大岛,水资源缺乏,多是山坡沙壤地,易受风沙干旱威胁。研究海域的滩涂和浅海资源,不仅有丰富多样的浮游植物、浮游动物、底栖生物和游泳生物,还有珍稀海洋生物——中国鲎。

福建省海湾数模与环境研究 一、 研究背景与意义 福建省,地处中国东南沿海,拥有漫长而曲折的海岸线,以及众多星罗棋布的海湾。这些海湾不仅是重要的海洋经济活动区域,承载着港口物流、渔业养殖、旅游观光等多种产业,同时也是海洋生态系统的重要组成部分,维系着生物多样性和区域生态平衡。然而,随着经济社会的快速发展,人类活动对海湾环境的影响日益加剧,例如工业排放、城市生活污水、农业面源污染、海岸工程建设以及气候变化等因素,都可能对海湾水质、底质、生物群落乃至整个生态系统的健康造成潜在威胁。 因此,深入理解福建省海湾的自然属性、环境现状,并对其未来发展趋势进行科学预测,对于实现海湾区域的可持续发展、保护海洋生态环境、提升区域竞争力具有至关重要的意义。传统的环境监测和评估方法往往具有时效性差、成本高、信息反馈滞后等局限性,难以全面、动态地反映海湾复杂多变的环境过程。 数值模拟技术,作为一种强大的科学研究工具,能够基于物理、化学、生物等基本原理,构建海湾环境的数学模型,通过计算机模拟,重现和预测海湾的环境演变过程。这不仅能够帮助我们更深入地理解海湾水动力、物质输运、污染物扩散、水温盐度变化等关键环境要素,还能为环境管理部门提供科学的决策依据,例如污染物的最佳控制方案、海岸工程的环境影响评估、海洋生态修复的策略制定等。 本研究聚焦于福建省的海湾,旨在通过系统的数值模拟与环境研究,揭示不同海湾的环境特征与演变规律,评估人类活动对海湾环境的影响程度,并为福建省海湾区域的科学规划、合理开发和有效保护提供坚实的科学支撑。其意义体现在: 科学认知海湾环境: 揭示福建省不同海湾水文、水质、动力学等环境要素的时空分布规律和相互作用机制,为海湾环境保护和管理提供科学依据。 风险评估与预警: 预测污染物扩散、富营养化发展、赤潮等环境风险,为制定风险防范和应急预案提供技术支撑。 决策支持: 为海岸工程建设、海洋开发利用、环境保护政策制定等提供科学论证,优化资源配置,减少负面环境影响。 生态保护与修复: 评估不同生态修复措施的效果,为受损海湾的生态恢复提供技术指导。 可持续发展: 推动海湾区域经济社会发展与环境保护的协调统一,实现海洋经济的可持续发展。 二、 研究内容概览 本研究将围绕福建省典型海湾,开展一系列深入的环境数值模拟与综合研究。核心内容包括: 1. 海湾概况与典型海湾选择: 梳理福建省主要海湾的地理位置、水文特征、经济社会活动现状,并根据其代表性、研究价值、数据可获得性等因素,选择若干典型海湾作为重点研究对象。这可能包括但不限于:大型深水良港型海湾、受工业污染影响较重海湾、渔业养殖密集型海湾、具有重要生态价值的海湾等。 2. 数值模型构建与验证: 水动力模型: 基于海洋动力学原理,构建能够模拟海湾潮流、波浪、潮汐等水动力过程的数值模型。模型将充分考虑海湾的地理形状、地形地貌、边界条件等因素。 物质输运与扩散模型: 在水动力模型的基础上,耦合物质输运与扩散模块,模拟海湾内各类污染物(如营养盐、有机污染物、重金属等)的输运、稀释和沉降过程。 水质模型: 进一步集成水质模型,模拟水温、盐度、溶解氧、叶绿素a等关键水质参数的变化,预测富营养化、缺氧等环境问题的发生与发展。 生物模型(可选): 根据研究需求,可进一步考虑生物过程,如浮游植物生长、藻类水华形成等,以更全面地模拟海湾生态系统的动态。 模型验证: 利用实测的海湾水文、水质、污染物数据,对模型进行参数率定和验证,确保模型能够准确地反映海湾的真实环境状况。 3. 环境要素数值模拟与分析: 潮流与波浪模拟: 模拟不同潮汐周期、风浪条件下海湾内的潮流流速、流向以及波浪要素的分布,分析其对物质扩散和泥沙输运的影响。 污染物扩散模拟: 针对不同的污染源(点源、面源),模拟污染物在海湾内的扩散路径、速度和浓度分布,评估污染影响范围和程度。 水质参数演变模拟: 模拟海湾水温、盐度、溶解氧、营养盐等水质参数的时空变化规律,识别富营养化、低氧等高风险区域。 环境变化趋势预测: 在现有模型基础上,对未来不同情景下的海湾环境变化进行预测,例如,模拟不同开发强度、不同排放情景下的水质变化。 4. 人类活动影响评估: 污染源识别与量化: 识别海湾的主要污染源,包括工业废水、生活污水、农业面源、港口活动、养殖排放等,并对其污染负荷进行量化。 环境影响评估: 利用数值模拟结果,定量评估各类人类活动对海湾水动力、水质、底质以及海洋生态环境的影响,例如,分析港口建设对潮流的影响,分析养殖活动对营养盐富集的影响。 5. 综合分析与对策建议: 环境敏感区识别: 基于模拟结果,识别海湾内水质敏感、生态脆弱的区域。 环境管理对策研究: 针对模拟分析发现的问题,提出科学、可行的环境管理对策和建议,例如,优化污染物排放控制方案、制定水域功能区划、提出生态修复措施等。 可持续发展策略研究: 结合海湾的经济发展需求和环境保护目标,提出促进海湾区域可持续发展的策略。 三、 研究方法 本研究将综合运用以下方法: 文献研究法: 收集国内外相关研究成果、海湾自然地理、水文、环境监测数据、相关法律法规等,为研究提供理论基础和数据支持。 数值模拟法: 采用成熟的海洋数值模型平台(如MIKE, Delft3D, ROMS等),根据研究海湾的具体情况进行模型构建、参数率定、情景模拟和结果分析。 数据分析法: 对实测数据和模拟数据进行统计分析、空间插值、时间序列分析等,提取有价值的环境信息。 GIS空间分析: 利用地理信息系统(GIS)技术,对模型输出的空间数据进行可视化、叠加分析,直观展示海湾环境的空间分布特征和变化趋势。 专家咨询法(视情况): 在研究过程中,可邀请相关领域的专家进行技术指导和意见交流。 四、 预期成果 通过本研究,预期将取得以下成果: 福建省典型海湾的详细环境数据集: 包括模拟得到的潮流、波浪、水温、盐度、溶解氧、营养盐、污染物浓度等关键环境要素的时空分布数据。 海湾环境演变规律的科学认知: 揭示福建省典型海湾水动力过程、物质输运机制、水质变化规律及其主要影响因素。 人类活动对海湾环境影响的量化评估报告: 明确各类人类活动对海湾环境造成的具体影响程度。 海湾环境风险评估与预警模型(可选): 为监测和预警潜在的环境风险提供技术手段。 针对福建省海湾环境保护与可持续发展的科学建议: 为政府部门制定环境政策、规划开发项目提供决策支持。 发表高水平学术论文、参与学术交流: 将研究成果在国内外学术界进行推广。 本研究的开展,将为福建省海湾区域实现绿色、协调、可持续发展提供重要的科学支撑。

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读后感

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用户评价

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从排版和图表的专业度来看,这本书无疑是经过了严格的学术审查的。我特别欣赏书中对于数值模型参数设定的透明度。在很多专业书籍中,关键的输入参数往往被一笔带过,使得后续读者难以复现或验证结果。然而,这本书详细列出了不同模拟场景下所采用的边界条件、源项强度以及模型校正的依据,这极大地增强了研究的可信度和可操作性。此外,作者在讨论模型局限性时也显得非常坦诚,没有过度拔高自己研究的绝对准确性,而是指出了在特定水文条件或小尺度湍流模拟中可能存在的误差范围。这种严谨的科学态度,对于青年研究人员的学习和成长是至关重要的榜样。它教会我们,真正的科学讨论,是建立在充分认识自身工具的能力边界之上的,而不是盲目自信。

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我发现这本书在阐述地方性问题时,所采用的视角是非常具有战略高度的。它不仅仅是针对某个孤立的海湾进行研究,而是将福建省沿海地区作为一个整体系统来考量其相互作用和关联性。例如,书中关于潮汐和季风对不同海湾水体交换效率的影响的对比分析,清晰地展示了区域海洋环境的异质性。这种系统性的区域观,对于制定跨区域的海洋管理政策具有极高的指导价值。它使我们认识到,在资源分配和污染控制上,不能采用“一刀切”的管理模式,而必须根据各个海湾独特的物理、地质和社会经济特征,量身定制解决方案。总而言之,这是一部将扎实的本土调研与前沿的模拟技术完美结合的力作,对于任何关注中国东南沿海环境可持续发展的决策者和学者来说,都是不可或缺的参考资料。

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这本书的阅读体验,对于非数学建模背景的读者来说,或许需要一定的耐心。那些关于流体力学和数值计算方法的章节,确实需要读者具备一定的基础知识才能完全领会其精妙之处。不过,即便只是理解其主要的研究逻辑和得出的结论,也足以让人获益匪浅。我个人比较感兴趣的是,书中对多学科交叉融合的尝试。它不仅仅是海洋物理学和化学的结合,还引入了生态毒理学的视角来评估环境风险。例如,当模拟出某种有毒物质在特定区域富集后,紧接着就会有对当地特色水产品安全性的初步评估。这种“从物理到生物”的链条式分析,极大地拓宽了我们对海湾环境健康整体性的理解,表明环境问题绝不是单一学科能够完全解答的综合性难题。

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这本《福建省海湾数模与环境研究》的书名听起来就充满了专业性和地方特色,让我这个对外地读者来说,充满了探索的欲望。我原以为它会是一本偏重于枯燥的数据分析和复杂的数学模型构建的专著,但翻开之后,我才发现它远比我想象的要丰富和深入。作者没有仅仅停留在理论层面,而是紧密结合了福建省海湾地区的实际地理和生态环境,这一点非常难得。书中对不同时间尺度上水动力过程的模拟,以及污染物在湾区内的迁移扩散规律的探讨,展现了作者深厚的专业功底。尤其是一些案例分析,比如针对特定污染源的溯源追踪,让人印象深刻。这些分析不仅展示了数值模拟技术的强大能力,更重要的是,它清晰地指出了在区域海洋管理和环境保护中可以采取的具体策略。对于那些希望了解如何将前沿的科学研究成果转化为实际治理方案的专业人士来说,这本书无疑是一本极具参考价值的工具书,它提供了一种跨学科整合的视角,让人耳目一新。

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我一直对海洋生态系统的脆弱性很关注,尤其是海湾这种半封闭水域,更是环境压力的集中点。读完这本书的某些章节后,我感觉自己像是上了一堂非常生动的现场课。作者对于海湾沉积物中污染物的长期积累和释放过程的描述,细致入微,甚至让我能想象出那些沉积物下隐藏的环境风险。他们不仅仅是罗列数据,而是将这些数据嵌入到具体的环境背景中去解读,比如分析不同岸线开发强度对底栖生物群落结构可能产生的影响。这种叙事方式,让原本冰冷的技术报告读起来有了温度和紧迫感。特别是对于海湾水质的长期演变趋势的预测部分,它提供了一种前瞻性的视角,提醒我们在追求经济发展的同时,必须对环境承载力保持敬畏之心。这本书的价值在于,它构建了一个完整的“监测—模拟—评估—预警”的闭环,让环境研究不再是事后诸葛亮,而是具备了主动干预的能力。

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