资源环境与城乡规划管理论文

淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 1 页 共 37 页1 引言近岸海域是海洋与陆地最接近的区域，是与人类生产生活密切相关的重要经济带，也是人类活动最为活跃的区域，是人类开发海洋、发展海洋的前沿区域。随着海洋开发与利用不断深入展开，海洋环境面临的压力也不断增大。连云港市为江苏沿海重要城市之一，随着地区经济的迅猛发展和人口的快速增长，排入附近海域的工业废水和生活污水逐年增加，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响，有关连云港海域的开发利用和环境保护问题日益引起人们的广泛关注。为了解连云港附近海域的水环境和底质环境现状，更好地保护海洋环境，中国海洋大学于 2005 年 10 月从海水化学、沉积物、海洋生物方面对连云港近岸海域进行了一次综合性生态环境调查，对海洋生态压力、生态效应有关指标进行了监测。得到相应的数据对连云港附近海域的水质环境和底质污染物的特征进行了深入的调查和评价，以便为连云港沿海的经济发展、海洋开发和海洋环境管理提供科学依据。1.1 国内外研究现状针对关于近岸海域水环境和底质污染物的分析，欧美等发达国家早在上世纪就投入了大量的现场实测和理论研究，发表了许多有关的论文和报告。国内近些年来也加强了这方面的研究工作，但仍处于初步研究阶段。Susana Franca，Catarina Vinagre，Isabel Cacador，Henrique N. Cabral 等等在在tagus（葡萄牙）河口三种盐沼地区重金属聚集使沉积物，底栖无脊椎动物和鱼遭受不同污染中运用河口的三种盐沼地区（沉积物，底栖无脊椎动物和鱼）分别采样取得的数据，同时再结合各个地区的实地状况进行比较和分析，得出其河口区域的环境状况，最后给出相应的盐沼地区污染状况的结论。徐颖（2001）利用水质污染状况采用单参数污染指数法对连云港附近海域的水环境质量进行了分析，结果表明：连云港附近海域已受到重金属和有机物的污染，其中Pb和Hg的污染较重，部分海域呈富营养化状态，COD 、无机氨、无机磷的含量已达到发生赤期的临界条件。徐明德，韦鹤平，张海平，在黄海南部近岸海域水质现状分析中，根据2003年12月对黄海南部近岸海域进行的水质监测结果, 分别应用单因子污染指数、污染负荷比、有机污染指数和富营养化指数进行了该海域的水质评价和分析。结果表明, 该海域监测项目中除pH值和DO符合一类海水水质标准外, 其余水质监测项目均超过一类海水水质标准；污染物负荷比大小依次为BOD,PO 33- -P、COD, 无机氮相对较低；E值在0.971.50 范围, 该海域水体呈富营养化, N/P在7.109.43, N是本海域初级生产力的限制因子；A 值均在1 2 之间, 判明该海域已受到有机污染。李学杰（2003）对大亚湾海域45个表层站位、1口浅钻及2个柱状样重金属元素Hg、As 、Cd、Cu 、Pb 、 Cr、Zn进行分析，并对底质环境质量进行定量评价。其结果：大亚湾海域Hg、As、Cu的污染指数Pi 值均小于1.0，超标率为0，表明全区未受这此因子淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 2 页 共 37 页污染；Cd 、Zn、Pb 、Cr的污染指数Pi 值部分大于1.0，表明受到这此因子不同程度的污染，其中Pb的超标率最高，达93.3%污染指数Pi值为 0.832.25，为良好中等污染，总体为轻微污染；Zn的超标率为76.9%，Pi值为0.252.63 ，变化较大，总体为轻微污染；Cd的超标率为60.0%，Pi 值为0.501.78，良好轻微污染；Cr的超标率为17.8%, Pi值为0.491.90，良好轻微污染；综合污染指数为1.082.21，平均1.37，表明本区均不同程度地受重金属污染，总体属轻微污染，其中范和港污染最为严重，SQI值多在1.5以上，其次为中央列岛附近海域。湾口和澳头霞涌近岸海域污染较轻。从钻孔及柱状样的重金属含量分布来着，在表层没有明显增多的趋势。李玉、俞志明、曹西华和宋秀贤（2005）用原子吸收法测定了胶州湾表层沉积物中重金属的含量并运用平均富集因子(AEF)对其污染与富集状况进行了分析与评价，发现重金属在胶州湾表层沉积物中的分布极不均衡，高浓度值主要分布在河口区，与历史资料相比,平均含量都有所升高，Cu、Zn、Pb、Cd、Hg 、Cr、As已有不同程度的污染富集。污染源主要来自工业和居民生活排污,沉积物中有机质的存在也对重金属的分布与富集起着重要的作用。贺心然，陈斌林，展卫红（2005）运用分析研究历年港 H 海域监测数据和社会经济活动等资料。并将无机氮(DIN)、活性磷酸盐(DIP)、化学需氧量(COD)和溶解氧(DO)4组数据采用归一化处理后加以比较的方法分析了连云港港口海域水体富营养化情况；徐明德，吕文魁（2006）基于 2005 年 1 月黄海南部近岸海域水质现场监测结果,采用单因子指数评价法、富营养化指数(E)评价法、有机污染指数 (A)评价法对该海域水质状况进行现状评价,结果表明:pH 值、DO、无机氮、 均达海水水质标准D（GB30972-1997）中一类水质标准； -P、 仅达二类水质标准，且各监测站点33 5超标率都已高于 50%；43%监测站点 E1，呈现明显富营养化，其余各站点 E 值也已接近1，处于富营养化临界状态；A 值的范围为 0.65 1.22，有 57%的站点 A1，有机污染已相对较严重。得出结论：该海域水质已受到污染，必须对富营养化和有机污染加以控制。王年斌、马志强、薛克、周遵春和宛立于 19992000 年间,对黄海北部重要江河入海口海域无机氮的连续监测分析表明，入海径流是该海区无机氮的主要来源，5、7 月份是江河等陆源排放无机氮的高峰期,秋季下降,沿岸的降水将推迟下降的时间。无机氮的总体分布趋势以鸭绿江口最高,自东向西递减，鸭绿江口、椅圈、大洋河口和庄河口最高值分别为 0.561、0.476、0.410、0.494mg/L，分别超四类和达四类海水水质标准。椅圈、碧流河口亚硝酸氮最高含量分别为 0.108 和 0.265mg/L，已经超过了溯河鱼类健康生长的阈值。陈斌林于 2005 年 10 月对连云港近岸海域进行了一次综合性生态环境调查，从海水化学、沉积物、海洋生物等方面对海洋生态压力、生态效应等有关指标进行了监测，结合历史调查资料，重点研究了人类开发活动对碱厂海域、港口海域和核电站海域造成的累积环境影响，并且取得了 相应的研究成果。淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 3 页 共 37 页张存勇(2006)基于 2005 年 10 月连云港近岸海域生态环境调查的基础，重点研究了连云港近岸海洋工程所在海域的环境现状及多个近岸海洋工程对生态环境的影响。1.2 主要内容和意义对连云港近岸碱厂海域、港口海域、核电站海域三个大型近岸海洋工程所在海域的环境现状和底质污染物的进行分析研究，查明近岸海域的水质和底质现状，在此基础上研究分析连云港近岸海域水环境和底质污染物的基本种类，它们的分布情况和相应的含量大小。并且结合当地的情况从而进行对应的分析解说，海域污染的类型、程度、产生原因和可进行的对策。最后为开展近岸海洋工程的监测评估工作和政府的开发管理提供科学依据，对促进连云港地区生态、经济和社会的可持续发展，具有十分重要的科学意义和应用价值。2 研究区域概况2.1 自然地理概况连云港市地处中国沿海中部的黄海之滨，江苏省东北部，东与日本、韩国、朝鲜隔海相望，西与江苏徐州市和山东省郯城、临沭毗邻，北与山东省日照市、莒南县接壤，南邻江苏淮安、宿迁和盐城市。连云港市地处海陆、南北过渡的结合部，是中国沿海首批 14 个对外开放城市之一、新亚欧大陆桥东方桥头堡，地理位置十分优越。地理坐标为北纬 3412 3508、东经 1182411955。东西最大横距 129 公里，南北最大纵距约132 公里,东临黄海海州湾，西至马陵山，南以新沂河为界与响水县相连，北到绣针河与山东省日照市接壤。总面积 7444 平方公里，其中水域面积 1759.4 平方公里，近岸海域属于南黄海海域北纬 34303508 、东经 1182311951,北起岚山头，南至燕尾港的一个开敞性内湾，如图 1 所示。淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 4 页 共 37 页图 1 连云港近岸海域图2.2 海岸带特征该海域岸线北起苏鲁交界的绣针河河口，南到灌河口，岸线长 161.6km，海岸带总面积约 5654km2。有陆岸域 1625km2，海水水域 4029km2，基岩海岛 9 个，岩礁 11 个。滩涂面积 110.06 万亩，其中潮上带 80.85 万亩，潮间带 29.21 万亩。海岸类型齐全，可分为4 段：绣针河至兴庄河为砂质海岸，全长 30. 06km，兴庄河至西墅之间为淤长型泥质海岸，长 31.87km，西墅至烧香河北口为江苏省唯一的基岩海岸，长 40.24km；烧香河北口至灌河之间为后退型淤泥质海岸，长 59.39km。2.3 海洋气象特征连云港近岸海域属暖温带南缘湿润性季风气候，处于暖温带和北亚热带过渡地带，既有温暖带气候特征，又有北亚热带气候特征。本地区四季分明，气候温和，光照充足，雨量适中。该海区年平均气温为 14.2，平均最高气温 17.2，平均最低气温 11.9,历史最高气温 38.5，最低气温-10.4。冬季是一年中气温最低的季节，最冷月为 1 月，夏季为一年中气温最高的季节，最热月为 7 月，具有海洋性气候特征。根据连岛观测站统计资料，年平均降雨量 825.8mm，日最大降雨量 156.0mm。降雨量大于 2.0mm 的平均天数 66.7 天，大于 10.0mm 的平均天数 23.8 天，大于 50.0 mm 的平均天数 3.2 天，每年 69 月为雨季，雨季降雨量占全年雨量的 60%以上。年蒸发量为 15701780mm，以 5、6 月份最多，平均分别达 226.5 和 229.0mm，以淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 5 页 共 37 页1 月份最少，不足 50mm，年蒸发量远大于降雨量。相对湿度年变化与气温年变化相似，年平均相对湿度为 73%左右，年振幅较大。1 月最小，平均为 65%，l 月最大，平均为 86%。全年日照总时数 24002600h，日照百分率为 54%58%，以春季最多，夏季次之，秋冬两季相差不大，这个特点与雨季变化相一致。该区盛行偏东风，年平均风速 3.13.6m/s，最大风速 15.428 m/s，常风向为 EN 和ESE，出现率分别为 12.1%和 11.9%。风力在六级以上的强风向为 N 和 NNE，其出现频率为 2.04%和 1.96%。2.4 海洋水文特征该海域温盐垂向分布比较均匀，除了夏季外，表底层温、盐差异不大。夏季水温最高，表层水温大都在 2426左右，底层水温在 2225左右，冬季水温最低，表层水温都在 47之问。本海域的盐度全年在 2430之间变化，其中冬春季较大，其盐度值在 28.530.5之间，夏秋季较小，其盐度值在 23.529.5之间。水色分布 1418 之间，东西连岛附近水色为黄褐色，水色季节变化不大。透明度的分布和变化与水色的分布和变化基本一致，即夏季的透明度比冬天的大，近岸海域的透明度比远海域的小。本区海域的潮汐类型属规则半日潮型，平均潮差为 3.38 米，最人可能潮差为 6.32 米。该海域以无潮点为中心的旋转潮波控制着，此旋转潮波是一种前进驻波，波峰线由北向南推进。 本海域的潮流为不正规半口潮流，表层和底层流速较大，大潮期间水质点平均最大运移距离表层为 12920m，底层为 6776m，最大可能运移距离表层为 43km,一般也在15km 左右，底层为 26km。平均落潮历时大于平均涨潮历时，涨落潮历时差最大可达2h。本海域余流流速较小，余流流速夏季大于冬季，表层大于底层，冬季余流不仅流速小，而且其流向规律性也不明显。余流主要有风海流、密度流、潮汐余流等，以风生海流为主。全年盛行偏东北向的浪，其频率为 39%。常浪向东北，其频率为 25%，强浪向为东北偏北，冬季波向以东北偏北为主，西向次之，夏季波向以东北和东向为主。波型以混合浪为主。波高平均值为 0.52m。最大波高 4.6m，出现在九月份，最小值 2.7m，出现在六七月份。根据连云港验潮站资料，本海域增水极值发生在 7-9 月份的台风里，除个别天文条件下的大潮汛外，风高浪急，增水现象明显。几乎均因台风过境引起。台风风向大多与海岸正交，1981 年 14 号台风，沿海增水曾达 2m 以上。3 研究材料与方法3.1 监测项目和分析方法利用 2005 年 10 月连云港近岸海域碱厂海域布设的 13 个站位，港口海域布设的 6 个淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 6 页 共 37 页站位和在核电站海域布设的 9 个站位采取的海水和底质样，进行检测和分析，其监测项目和分析方法如表 1。表 1 监测项目和分析方法序号 监测项目 分析方法1 BOD5 五日培养法2 CODMn 碱性高锰酸钾法3 石油类 紫外分光光度法4 活性磷酸盐（以 P 计） 抗坏血酸还原的磷钼兰法硝酸盐（以 N 计） 锌-镉还原法亚硝酸盐（以 N 计） 重氮-偶氮法5 无机氮氨氮（以 N 计） 次溴酸钠氧化法6 铜 阳极溶出伏安法7 铅 阳极溶出伏安法8 镉 阳极溶出伏安法9 锌 阳极溶出伏安法10水质砷 砷化氢-硝酸银分光光度法11 硫化物 亚甲基兰分光光度法12 油类 紫外分光光度法13 有机质 重铬酸钾氧化-还原容量法14 汞 冷原子吸收分光光度法15 铜 阳极溶出伏安法16 铅 阳极溶出伏安法17 镉 阳极溶出伏安法18底质砷 砷化氢-硝酸银分光光度法3.2 评价方法单因子污染指数法是将某种污染物实测浓度与该种污染物的评价标准进行比较以确定评价对象类别的方法。即将每个采样监测参数与国家标准进行比较，确定评价对象类别，最后选择其中最差级别作为该区域的评价对象状况类别。采用单因子污染指数法进行评价，其具体的计算公式如下：Pij = Cij /Ci0式中：P ij第 i 项污染物的单项污染指数；C ij第 i 项污染物的平均浓度值；C i0第 i 项污染物的评价标准值。其中溶解氧和 PH 值质量指数计算公式为： IDO = 对于 C DO SDO ； IDO =10-9 对于 CDO SDO |式中：O s对应温度下的饱和溶解氧；I DO溶解氧指数；C DO相应的溶解氧浓度检测值；淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 7 页 共 37 页SDO相应的溶解氧浓度评价值。= 对于 PH7.0 ； = 对于 PH7.0 7.07.0 7.07.0式中：PH检测值；I PHPH 指数；PH d评价标准值的下限； PH评价标准值的上限。3.3 评价标准（1）海水水质评价标准是按海水水质标准(GB30971997)（见表 2）对水质监测结果进行评价。表 2 海水水质标准（单位：mg/l）项目 第一类 第二类 第三类 第四类化学需氧量 2 3 4 5生化需氧量 1 3 4 5无机氮（以 N）计 0.20 0.30 0.40 0.50活性磷酸盐 （以 P）计 0.015 0.030 0.045石油 类 0.05 0.30 0.50铜 0.005 0.010 0.050铅 0.001 0.005 0.01 0.05镉 0.001 0.005 0.010锌 0.020 0.050 0.1 0.50砷 0.020 0.030 0.050（2）底质污染物评价标准采用 2002 年 10 月 1 日国家海洋沉积物质量(GB18668 2002)（见表 3）对底质污染物监测结果进行评价。表 3 海洋沉积物质量标准（单位：kg/kg ）项目 第一类 第二类 第三类汞（10 -6） 0.20 0.50 1.00铜（10 -6） 35.0 100.0 200.0铅（10 -6） 60.0 130.0 250.0镉（10 -6） 0.50 1.50 5.00砷（10 -6） 20.0 65.0 93.0有机碳（10 -2） 2.0 3.0 4.0硫化物（1 0-6） 300.0 500.0 600.0石油类（1 0-6） 500.0 1000.0 1500.04 近岸海域环境质量分析4.1 取样站位2005 年 10 月，在连云港近岸海域共采取 28 个海水样，其站位设置原则既兼顾课题的要求又考虑以往采样设置的位置，结合水域类型、水文、工程位置等自然特征及污染淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 8 页 共 37 页源分布在碱厂海域布设 13 个站位，在港口海域布设 6 个站位，在核电站海域布设 9 个站位，样品采集位置，如图 2 所示。19.2.519.3.519.4.519.519.634.65.734.5.834.5JC012J03456J078J09JS04568 H03781456LH8L9GK23东东东东0km柱 3柱 4柱 样 位 置临 洪 河图 2 连云港近岸海域取样位置4.2 近岸海域水质特征分析4.2.1 近岸海域水质监测结果水质监测结果如表 4 所示：表 4 连云港近岸不同海域海水水质监测结果监测结果（mg/l）海区 站位名称 BOD5CODMn石油类 活性磷 酸盐 无机氮 铜 铅 镉 锌 砷LH07 0.900 1.899 0.042 0.026 0.234 0.0037 0.0020 0.00035 0.017 0.0008 LH08 0.900 1.800 0.044 0.024 0.265 0.0037 0.0020 0.00035 0.047 0.0013 LH09 0.900 1.899 0.044 0.026 0.274 0.0037 0.0020 0.00035 0.0003 GK01 0.801 1.899 0.052 0.036 0.223 0.0037 0.0020 0.00035 0.027 0.0008 GK02 0.900 1.800 0.038 0.036 0.214 0.0037 0.0020 0.00035 0.024 0.0010 GK03 0.801 1.800 0.054 0.026 0.233 0.0037 0.0020 0.00110 0.030 0.0015 港口海域区域平均 0.867 1.851 0.046 0.029 0.241 0.0037 0.0020 0.00035 0.029 0.0010 JS04 1.200 1.800 0.030 0.005 0.257 0.0037 0.0020 0.00035 0.0021 JS05 0.999 2.499 0.038 0.006 0.185 0.0037 0.0046 0.00150 0.0011 淮海工学院二八届毕业设计（论文） 第 9 页 共 37 页JS06 1.500 3.600 0.019 0.031 0.272 0.0037 0.0020 0.00035 0.0020 JS08 1.401 3.699 0.023 0.036 0.250 0.0040 0.0069 0.00400 0.0018 JC01 0.900 1.899 0.023 0.017 0.060 0.0037 0.0020 0.00035 0.025 0.0027 JC02 0.900 1.800 0.042 0.010 0.238 0.0037 0.0020 0.00035 0.017 0.0018 JC03 0.999 1.899 0.037 0.007 0.254 0.0037 0.0020 0.00035 0.015 0.0010 JC04 0.900 1.800 0.030 0.004 0.242 0.0037 0.0020 0.00035 0.016 0.0006 JC05 0.900 1.800 0.032 0.036 0.277 0.0037 0.0020 0.00035 0.011 0.0019 JC06 0.900 1.899 0.036 0.048 0.249 0.0037 0.0020 0.00035 0.012 0.0017 JC07 0.999 1.899 0.029 0.090 0.293 0.0037 0.0042 0.00080 0.020 0.0005 JC08 0.801 1.800 0.030 0.010 0.296 0.0037 0.0044 0.00035 0.014 0.0021 JC09 0.801 1.701 0.040 0.011 0.280 0.0037 0.0020 0.00200 0.026 0.0025 碱厂海域区域平均 1.014 2.163 0.031 0.024 0.242 0.0037 0.0020 0.00035 0.016 0.0017 H03 0.900 1.899 0.023 0.010 0.128 0.0040 0.0045 0.00090 0.022 0.0027 H06 0.900 1.800 0.030 0.011 0.128 0.0037 0.0020 0.00150 0.022 0.0013 H07 0.999 1.899 0.037 0.009 0.182 0.0037 0.0020 0.00050 0.022 0.0015 H08 0.801 1.701 0.021 0.017 0.205 0.0037 0.0059 0.00100 0.022 0.0007 H09 1.101 2.400 0.030 0.007 0.206 0.0037 0.0020 0.00035 0.019 0.0019 H10 0.999 1.800 0.026 0.007 0.214 0.0037 0.0020 0.00090 0.022