钦州湾潮流季节变化特征

【目的】为科学开发和利用钦州湾的海洋资源,研究钦州湾潮流季节性变化特征。【方法】收集2006~2012年钦州湾潮流实测资料,结合准调和分析方法,初步获得茅尾海以及钦州湾外湾潮流季节特征。【结果】茅尾海夏季潮流显著强于冬季,潮汐河口夏季受径流影响强烈。外湾夏、秋季节潮流强于冬节,西水道潮流较强,中水道次之,东水道相对较弱;三墩公路建设导致其东侧浅滩潮流明显增强。除夏季潮汐河口余流较大外,钦州湾余流普遍不强。【结论】钦州湾属不规则全日潮海区,潮流运动形式为往复流,落潮流速一般大于涨潮流速,涨潮历时长于落潮历时;龙门水道潮流动力最为强劲,其次为其它主流潮汐通道。     

防城港外海海域夏冬季周日潮流的准调和分析

为深入研究防城港外海海域的潮流特征,通过引入差比关系,对防城港外海海域4个站点夏、冬季2个周日观测所得的表、中、底层海流的短期资料进行准调和分析。结果表明：防城港外海潮流属于混合潮流,部分海域属于正规全日潮流;潮流中旋转流和往复流同时存在,以旋转流为主,潮流椭圆长轴为东北-西南向;最大可能流速出现在表层,由表层至底层余流流速逐渐减小。夏季,防城港湾西侧余流方向为西南向或西北向,而东侧余流方向为东北向;冬季,除湾口为西南向外,其余海域余流方向均为东北向,余流与地形、风场、温度和盐度等因素有关。周日潮流资料时间较短,受天气、海况、观测时间等因素影响较大,计算的潮流性质略有差异。     

风应力和科氏力对长江河口没冒沙淡水带的影响

应用改进的三维数值模式ECOM,考虑径流、潮汐潮流、地形、混合和口外陆架环流等多种动力因子,研究风应力和科氏力对枯季长江河口南槽没冒沙淡水带形成的影响.枯季没冒沙区域存在着淡水带,其形成的动力机制主要是长江径流和振荡的潮流.本文的数值计算结果表明,在分叉的长江河口,枯季北风产生向岸的埃克曼输运,导致北港流进南港和南槽流出的水平风生环流,阻挡了南槽外海盐水的入侵,有利于没冒沙水域淡水带的形成.在北半球科氏力使水流运动向右偏转,上游径流带来的淡水沿南汇边滩下泄,有利于没冒沙水域沿岸淡水带的形成.     

1996 年3 月长江河口水文观测和分析

基于长江河口1996 年3 月现场水文观测资料分析，得出：北支涨潮流速明显大于落潮流速，余流指向上游，存在着严重的外海盐水入侵。在南支中上游，盐度的变化受外海盐水的入侵和北支盐水的倒灌的共同影响，盐度变化与一般河口的变化规律不同；在大潮和中潮前期，盐度主要受下游外海盐水入侵的影响，在中潮和小潮期间，盐度主要受大潮期间上游北支倒灌盐水下移的影响。在南支下游，落潮流大于涨潮流，落潮历时大于涨潮历时；盐度最大值发生在涨憩，最小值发生在落憩，盐度变化受外海盐水入侵的影响，水文状况遵循一般河口变化规律。     

长江口北槽悬沙输移机理分析

运用通量机制分解法对长江口北槽深水航道的实测水文泥沙资料进行了分析,将悬沙通量分解成了8个动力项,从平流输沙、潮泵效应输沙和垂向净环流输沙三方面综合分析了长江口北槽的悬沙输移特征。研究结果表明:在水文资料实测年份时,北槽输沙主要来源于上游来沙;平流输沙项占总体净输沙的比重最大;潮泵输沙所占比例较小;航道内的各测点的垂向净环流输沙主要受欧拉余流控制;深水区悬沙含量垂向变化明显,河口浅水区,表底余流方向不同,垂向净环流输沙作用增强。     

闽江河口三维潮流和余流特征及污染物运动轨迹的数值模拟

基于河口、陆架和海洋沉积物(ECOMSED)模型,将干湿网格判别技术引入潮汐潮流的漫滩过程,建立闽江河口的三维斜压潮流数值模型;开展闽江口潮流、余流的三维动力学特征研究,并基于Lagrangian粒子示踪法进行污染物迁移轨迹的模拟.结果表明:潮流受闽江径流作用影响明显,落潮流速大于涨潮流速;与涨急时相比,落急时的流速呈现明显的分层现象,且随水深的增大而逐渐减小,流速减小的幅度较大;北支水道余流强度大于南支水道;垂向上,表层余流流速大于底层余流流速,表、中层余流以落潮余流为主,而底层余流则以涨潮余流为主.粒子追踪的模拟结果表明:涨憩时刻是较理想的排污时间,梅花水道与川石水道以南沿岸是较理想的排污口位置,表层排放的污染物更容易且更快向闽江河口外迁移.     

南海东沙群岛南侧海域的潮余流特征

为分析南海东沙群岛南侧海域次表层潮余流特征,基于布放在该海区的锚碇潜标海流资料,利用T-TIDE调和函数和低通滤波等方法,实现潮流调和常数的提取和余流的分离。该海区次表层潮流分潮K1,Msm,O1,M2和Ssa为主要分潮,各分潮东分量振幅大于北分量振幅。研究表明:潮流东西向运动强于南北向;各分潮振幅随深度变化不一致,造成潮流类型在不同深度上有所变化;二月平均余流出现相对异常现象,流速相对较大,可达83.65cm/s。次表层月平均余流变化与南海季风的盛衰有较好的对应关系,季风对该海区影响可达次表层深度。结合相应的温盐数据和高度计资料发现,余流异常与经过该海区的反气旋涡有关,涡旋改变了该海区原有的水体结构。     

北仑河口潮汐汊道稳定性的环境影响因素分析

在自然条件和人类活动的双重影响下,处于中越之间的北仑河口潮汐汊道稳定性问题备受关注。本文基于历史资料与最新的调查结果,分析总结了影响河口潮汐汊道的各类环境因素。自然因素方面,汛期暴雨洪水及其携带的泥沙对塑造河口潮汐通道以及地貌形态起到重要作用;多次调查结果显示,非暴雨时期河口的含沙量较小,潮流动力不强,余流流速不超过10 cm/s;平水期和丰水期的常浪向以及强浪向均为南向波浪,对河口中国一侧浅滩有不利影响;风暴潮增水有利于河口西侧淤积、东侧侵蚀。人为干扰方面,由于越南一方大量开展水利、围垦、造堤连岛等工程建设,局部改变了河口水流流向,尤其是在竹山港西面,主航道深水线偏向中国一侧,这种情况短期内已无法扭转;来水来沙减少、人工采砂以及红树林滥砍滥伐加剧了中国一侧河槽、岸滩侵蚀。维护北仑河口潮汐汊道的稳定性是中越两国合作共赢的共同选择。     

包括潮流作用的黄东海环流模式的开边界条件研究

海洋模式开边界条件在以余水位给出的情况下,难于保证整个计算区域内水量进出的平衡,而以流速(通量)给出的情况下,能严格保证计算区域内水量进出的平衡.要体现潮流在浅海陆架环流中的作用,海洋模式开边界条件需要以余流和潮流合成的形式给出.计算结果表明,开边界条件分别以潮流和潮位给出的情况下,计算域内的潮汐潮流是一致的,表明计算潮汐潮流模式开边界条件可以用潮流的形式替代一般的潮位形式.模式开边界条件可以同时给出潮流和余流来模拟计算域内的总流场.潮流对环流的作用主要在浅海,对深海区的作用不大.文中以长江口外海区为例,考虑潮流后作潮周期平均的环流与不考虑潮流情况下的环流存在明显差异,温度和盐度的垂向结构更符合实测资料.潮流对环流的作用体现在潮混合和潮致余流上,潮混合包括对环流的混合,也包括对温盐的混合,而温盐场的改变也引起流场的改变.因此浅海陆架环流的计算必须考虑潮流的作用.     

有限体积海岸海洋模型模拟泉州湾人工岛建设对水交换的影响

以泉州湾秀涂人工岛的建设为例,基于有限体积海岸海洋模型,建立泉州湾三维数值模型,模拟分析建岛前、后水动力特征、潮致余流和纳潮量的变化.采用欧拉弥散方法模拟污染物浓度的对流扩散,对泉州湾的水交换能力进行分析.结果表明:建岛后,大部分海域的海潮流速约减小0.1 m·s^-1;石湖港区人工岛连线以西大部分区域的潮致余流变化不显著,但湾口的潮致余流出现较为明显的减少;纳潮量的变化较为明显,小潮期间纳潮量的变化率为10.09%,使小潮期间湾内水体与外海的交换能力变弱,更易遭受污染威胁;洛阳江流域和金屿的污染物浓度差变化较大,导致湾内水体的半交换时间约增加3 d.     

古雷港南2号码头作业区水文流向特征分析

根据最新实测潮流数据和历史资料,进行数理统计和潮流准调和分析,探讨古雷港南2码头作业区潮流水文流向和余流特征的时空分布规律.根据实测潮流数据准调和分析所得参数,分析了作业区内潮流性质、潮流运动形式及余流分布规律等水文特征,从而对作业区潮流、余流特性有了一个较为全面的认识.研究表明,作业区潮流以M2分潮流为主要优势分潮,属于往复式的规则半日潮流,潮流作用较强.     

黄浦江河口水沙输运机制研究

受潮汐影响的弯道泥沙输运表现出与径流弯道不一样的现象.本文运用通量分解机制法,以黄浦江河口大潮期间实测水文资料为基础,对黄浦江河口受潮汐影响的弯曲河道水沙输运进行机制分析.结果表明,黄浦江河口水沙输运受弯道环流影响可分为纵向输运和横向输运.纵向水体潮周期净输运因径流作用指向口外,泥沙潮周期净输运因潮泵输运大于平流输运指向口内.潮周期横向水体净输运和泥沙净输运均指向凸岸,其中横向水体输运以欧拉输运为主,横向泥沙属于以平流项为主.通过比较水量输运的纵横比和泥沙输运的纵横比可得黄浦江河口大潮期间水量潮周期横向净输运大于纵向,泥沙是纵向大于横向.说明潮泵输运在黄浦江河口大潮期间起主导作用.     

基于POM的大连湾溢油预测模型

基于POM建立了M2分潮的大连湾海域三维潮流场动力模式。利用此动力模式,以“油粒子”模型来模拟溢油在大连湾中的漂移扩散过程。通过欧拉一拉格朗日法,将油膜中心的轨迹和各个时刻的油膜分布情况可视化。溢油预测模型综合考虑了三维流场,湍流,风导输移和波浪破等环境因素,并包含了蒸发和乳化等风化过程。以大连湾溢油为例,预测了油膜在风和海流共同作用下漂移的路径和油膜影响的海域及海岸带范围,油膜靠岸后证明了动力溢油模型进行溢油预测的可行性。     

福建近海漂移物漂移轨迹分析及模拟

浮子漂移实验能够捕捉海域表面海流的特征，为提高海上漂移物漂移轨迹预测模式的预测精度提供改进依据.通过在福建近海的浮子漂移实验，选取兴化湾、厦门湾与湾外近岸海域浮子的运动轨迹，对研究海域的表面流进行分析，并在业务化三维海洋动力模型基础上，结合拉格朗日粒子追踪法，建立了福建近海海上目标物漂移轨迹预测模式，利用浮子漂移实验对漂移模式在福建近海的适用性进行了验证.研究结果表明：湾内浮子运动主要受潮流作用，呈现往复运动的趋势；湾外浮子运动主要由外海环流驱动，有沿等深线迁移趋势，并受到潮过程作用局部形成回流.而本研究构建的福建近海海上目标物漂移轨迹预测模式的模拟结果与浮子漂移结果基本一致，并且相对于湾内的轨迹预测，湾外的模拟有更高的可信度.同时浮子漂移实验还表明FES潮流模型在台湾海峡有较高的准确度，而湾内欠佳.     

三维理想河口盐水入侵对径潮驱动变化的响应

为探究在人类活动与气候条件改变的影响下,径潮动力以及水深的改变对河口区域盐水入侵的影响,建立了三维理想河口盐水入侵数值模型,分析了纵向环流及盐度的垂向与横向沿程分布,研究了垂向与横向剪切作用以及潮泵效应引起的纵向盐输运对盐水入侵的影响以及盐分输运过程对径潮动力与水深变化的响应。结果表明:盐水上溯程度对流量与潮振幅的变化有明显响应,流量增大与潮振幅增大对盐水入侵均有抑制作用;在较浅的河口,潮驱动增大在河口上下游引起相反的潮平均盐度变化趋势,这与横向、纵向剪切与潮泵效应分别引起的纵向盐输运对径潮水深条件的响应相关。     

没冒沙水域水沙运动特性及筑库工程对其影响

以多年数据资料,特别是最新的2003年9月,12月洪枯季和2004年1月枯季南槽没冒沙水域以及邻近水域各定点观测水沙数据资料为基础,采用水文学、泥沙运动力学和数理统计的方法对没冒沙水域的水沙特性进行了分析.结果表明,该水域落潮流速大于涨潮流速,落潮历时比涨潮历时长;净水量向外海,呈落潮流优势;含沙量普遍较高,大潮平均含沙量1.40 kg/m3,小潮平均含沙量0.60 kg/m3,洪季含沙量比枯季高,洪季大潮涨潮含沙量比落潮高,小潮则相反;枯季不论大小潮,一般都是落潮含沙量大于涨潮含沙量;含沙量垂向梯度的大小潮变化、洪枯季变化和涨落潮变化明显.并且用水流连续方程和拟合挟沙力公式推算了水库工程建设后水流流速和含沙量的变化,估计将对南槽产生一定影响.      

相似路径台风风暴潮过程对比

基于MIKE 21模型和Holland台风风场模型,构建了1909号利奇马和0509号麦莎2次相似路径台风期间的风场和气压场,并模拟了相应的风暴潮过程。结果表明：台风中心附近增水变化显著,浙江东北部海域在台风登陆期间的增水更大;受台风强度影响,台风利奇马期间增水高值区更大,部分海域2次台风期间最大增水差值接近1.0 m;潮致欧拉余流速度较大值主要分布在100 m水深以浅的海域,量值超过20 cm/s,江苏沿海、台湾东北部海域存在欧拉余环流;台风利奇马期间近海斯托克斯余流值普遍小于麦莎期间;斯托克斯余流项对台风期间长江口、浙闽等近海浅水区短期物质输运过程起一定主导作用。用EMD方法和Hillbert变换分析了典型站点风暴潮位的特征,发现站点IMF1模态和天文潮位较吻合;水深和IMF3模态的最大功率谱密度呈现出较高的相关性,并且随着水深的增加,IMF3模态的最大功率谱密度逐步变大。     

鸭绿江公路大桥溢油漂移扩散三维数值模拟

应用三维河口海岸海洋数值模式ECOM-si,加入油膜计算模块,模拟在鸭绿江公路大桥主跨航道处溢油事故(溢油量为100 t)发生后油膜的漂移扩散.模拟结果显示,夏季溢油事故发生后油膜分别于0.9h、1.5h后到达四道沟取水口和丹东造纸厂取水口,持续影响时间分别为0.6h和1.7h;冬季溢油事故发生后油膜分别于1.2h、1.7h后到达两地取水口,持续影响时间分别为0.6h和2.5h.冬夏季,油膜均没有到达燕窝取水口.鸭绿江夏季径流量远比冬季径流量大,但涨潮期间油膜上溯距离反而更远.数值试验结果表明,夏季较强的涨潮流是该现象的次要原因,风是首要原因.鸭绿江大桥上游河道先是西北走向,导致冬季西北风阻碍油膜向上游漂移,然后是近南北走向,导致夏季南风促进油膜向上游漂移.     

靖海湾春季实测潮流与温盐特征分析

为了解广东靖海湾潮流、余流特征,采用准调和分析方法对2015年4月靖海湾大潮期实测海流数据资料进行分析,计算得到潮流性质、各分潮潮流特征和余流特征,并预测最大可能海流流速.结果表明:靖海湾以不正规半日潮流为主,潮流运动方式以带旋转的往复流为主,往复流的流向为NE-SW向,旋转流的旋转方向为顺时针;各分潮传播方向一致,都...     

崇启大桥建成后流场变化及溢油的数值模拟

应用三维河口海岸海洋数值模式ECOM,加入油膜计算模块,研究长江河口北支崇启大桥建成前后水域流场的变化和主跨航道处溢油事故发生后油膜面积、厚度的变化和漂移轨迹.结果表明,大桥建成后对流场的影响主要在桥洞和桥墩处,其余地方随离桥距离的增加而减小.在主跨处,流速最大增大了约48 cm/s,桥墩处流速减小,而局部地形的改变也减小了南岸上游点的流速,并改变了靠近南岸点的流向.在东南风4 m/s情况下, 大潮落潮时油膜随落潮流向北支口下游漂移,面积扩大,厚度减小,至第6 h油膜已扩散至北支口门;涨潮时油膜随涨潮流沿北支北侧向上游漂移,至第6 h到达新春沙中段.此外,风向的变化对油膜漂移轨迹和污染程度影响十分明显.