萊州灣石油烴海洋環(huán)境容量計算——基于非線性規(guī)劃的排海通量最優(yōu)化法.pdf

1、我國擁有遼闊的海洋國土面積以及儲量豐富的海洋資源，隨著沿海人口以及工農業(yè)的快速增長，陸源排放入海的各種污染物數量日益增多，主要包括石油類以及氮、磷等營養(yǎng)鹽等污染物，嚴重破壞了近岸海域海洋生態(tài)系統的平衡。
　　石油烴是海洋主要污染物之一，其污染狀況一直備受關注。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，通過陸源、石油開采以及船舶運輸等方式進入海洋中的石油烴數量日益增加，造成了海洋生態(tài)環(huán)境的惡化。
　　本文在萊州灣海域構建了石油烴生態(tài)動力學模式，模式

2、包括石油烴、微生物、大氣揮發(fā)、營養(yǎng)鹽、浮游植物、懸浮顆粒和水動力輸運這七個模塊。通過對21世紀初萊州灣石油烴的時空分布進行數值模擬發(fā)現，萊州灣西南部海域存在石油烴分布的高值區(qū)，并且灣內夏、秋季石油烴濃度比冬、春季高。
　　由于萊州灣石油烴濃度分布具有明顯的季節(jié)變化特征，不可能趨于穩(wěn)定不變的狀態(tài)。為獲取穩(wěn)定的響應系數場，分別選取萊州灣石油烴的月平均濃度場以及月最高濃度場數據進行研究。同時本文通過分析認為，在萊州灣海域，應選用排海通量

3、最優(yōu)化法進行污染物的環(huán)境容量計算。
　　對于石油烴的月平均濃度場及月最高濃度場這兩種數據，在使用排海通量最優(yōu)化法進行污染物環(huán)境容量計算之前，必須分別進行該方法使用前提的檢驗。首先，系統驗證了各石油烴排放點源之間的響應系數場滿足線性疊加性，從而保證了排海通量最優(yōu)化法使用的有效性；其次，驗證了基于月平均濃度場數據的點污染源響應系數場是線性的，可使用基于線性規(guī)劃的排海通量最優(yōu)化法（簡稱線性規(guī)劃法）進行環(huán)境容量計算；而月最高濃度場數據是非

4、線性的，必須使用基于非線性規(guī)劃的排海通量最優(yōu)化法（簡稱非線性規(guī)劃法）。
　　根據石油烴的月平均濃度場及月最高濃度場數據，依次相應選用線性規(guī)劃及非線性規(guī)劃法，對萊州灣內石油烴的海洋環(huán)境容量進行計算。通過對比這兩種情況的計算結果可知，選用月最高濃度場數據雖然會低估石油烴的海洋環(huán)境容量，但可保證不出現水質點濃度超標的情況，將對海域的環(huán)境保護起到更好的指導作用。故應選用非線性規(guī)劃法的計算結果：萊州灣石油烴污染物年環(huán)境容量為4576.1噸，