在我国东海表层海域中,营养盐在近岸海域分布极高,但仅限于靠岸的狭长海域,在50m以深的陆架区,营养盐含量低,无法满足浮游生物的需求。深层海水温度低且含有丰富的营养盐,上升流可将其提升至表层,这样可以改变周围海域水体温度和营养盐等的分布,从而改善海洋生态环境,提高海洋初级生产力。目前人工上升流技术是国内外海洋科学研究的热点与前沿,但是国内外文献少,各方面研究相对独立,关于环境效应的研究以及如何监测和进行评价比较少见。本文针对气力人工上升流,围绕环境效应的监测和评估,从以下几个方面展开：前期为了验证“浅层注气理论”的提升效果和上升流过程对环境效应的影响,课题组成员在千岛湖地区进行了两次湖试监测研究,试验过程中采用单点和立体监测相结合的方法,成功测得了在不同喷嘴形状、注气量和管径条件下的温度、溶解氧、叶绿素a和pH等参数随时间的变化。温度和营养盐是水体最好的“指示剂”,也是重要的环境参数。在湖试监测的基础上,运用计算流体力学对上升流系统周围水体温度和营养盐进行了仿真模拟研究。仿真时水体分为湖水和海水两种情况。在湖水中,运用fluent中的VOF模型分析上升流过程中温度的变化,温度仿真结果与湖试监测结果基本吻合,仿真模型能够很好地预测周围水体的温度；在海水中,运用组分传输模型分析温度和营养盐的变化,通过改变上升流速度和洋流速度等,可以控制混合层温度和营养盐的变化。叶绿素a是评估人工上升流作用海域初级生产力的重要参数。为了对初级生产力进行评估,运用了多种模型对叶绿素a进行建模分析,研究了叶绿素a、溶解氧、深度、温度、盐度和pH值之间的关系,建立了模型,并比较了人工上升流系统中不同叶绿素a预测模型的预测精度,并确定了最佳预测模型。建模结果将有助于进行人工上升流系统环境效应的评估。本文提出的气力人工上升流环境效应的监测和评估技术已经进行了湖试监测、仿真和建模研究。湖试监测结果充分验证了气力人工上升流技术的提升效果和对环境效应的影响,仿真模型通过湖试结果进行验证并用于以后的海试工作和上升流环境效应的评估提供一定的参考。