南黄海辐射沙脊北部水域“激流”特征及成因机制研究*

目前有关"激流"成因的研究不少,但基本处于观测与假说阶段,仍需从更多海流实测资料中继续丰富相关研究。选取南黄海辐射沙脊北部的主要潮汐通道西洋水道为研究对象,利用1980年、2001年和2008年的实测数据分析研究了"激流"的主要特征,并通过建立的二维潮流泥沙数学模型对"激流"的成因进行了初步探讨。研究认为,"激流"与涡旋、风应力无关,特殊地形是其发生的最基本条件之一。     

洋山深水港海域悬沙浓度时空变化及其动力原因

洋山港海域是多岛屿、多汊道,由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,是以落潮流为主、含沙量高、潮流强的潮汐水道,泥沙运动主要以悬沙为主.通道内潮流基本为WNW ESE向往复流,潮流平均流速在1.0 m/s,最大流速都在2.0 m/s以上,含沙量在1.0 kg/m3以上.根据该海域不同时期实测含沙量资料,分析了洋山港海域悬沙浓度的时空分布格局,并讨论了其分布变化的原因,包括长江口和杭州湾泥沙扩散对洋山港海域泥沙环境的影响、潮差的影响以及“峡道效应”对洋山港高含沙量的形成.     

长江口北支枯季水沙输移分析

基于2002年3月长江口水文测验资料,分析该年枯季长江口北支的悬沙运动和水沙输移特点。结果表明:北支含沙量大潮最大,中潮次之,小潮最小。流速变化先于含沙量变化,在半个半月潮周期内,含沙量峰值中潮时出现双峰;而大潮和小潮时均为单峰;全潮北支水沙为净向陆输移。青龙港大、小潮期间出现水沙全倒灌,黄瓜沙南水道是水沙倒灌的主要通道;而北水道以水沙过往为主,且净向海输移,南小北大的潮流流速造成了南岸淤积,北岸冲刷的态势。     

“纳沙”台风期间广西白龙尾近岸海域余流特征及产生机制

【目的】研究"纳沙"台风影响期间广西白龙尾近岸海域余流特征及产生机制,为探讨台风作用下近岸余流的变形和强化提供理论依据。【方法】根据"纳沙"台风期间,广西白龙尾近岸一定点S1站的高分辨率连续实测海流剖面资料,对该观测点各层实测流速流向特征和余流流动特点进行研究。【结果】在无台风期间,观测点各层的余流流速一般小于10cm/s,表层的余流流速平均值为5.7cm/s,中层为3.5cm/s,底层为3.1cm/s。最大余流流速,表层为16.3cm/s、中层为14.2cm/s、底层为12.0cm/s。在台风登陆期间,观测点表、中、底层最大余流流速分别为39.7cm/s、32.4cm/s和20.7cm/s,最大流速值可达60.9cm/s,超出正常值3倍以上。随着水深深度的增加,风应力对水体的作用迅速减小,底层低频流流速最大值仅为31.1cm/s。从余流流向分级图可以看出:无台风期间,表层余流流向为WSW向,中层以下流向为NE向,台风登陆期间,余流流向为SW向。【结论】余流流速大小与方向的变化与风、补偿流、地形有密切关系。     

海州湾海域悬沙分布特征及运动规律分析

根据海州湾海域2006年1月、2009年6月和2009年8月大风期间的含沙量资料,结合1987-2005年不同时刻卫星遥感影像资料,对海州湾海域悬沙分布特征及运动规律进行分析,结果表明:①海州湾海区含沙量存在明显的季节性变化,含沙量及其影响范围均是冬季明显高于夏季;②含沙量与潮汐的关系是大潮＞中潮＞小潮,近岸含沙量有明显的涨落潮变化,远岸变化不明显;③近岸水域含沙量明显高于远岸水域,总体上呈南部含沙量大,北部含沙量低的特点;④大风期间水体紊动的作用比较强烈,含沙量较高,实测最大含沙量在1.5 kg/m3以上;⑤随着波高的增大,含沙量有逐渐增大的趋势,不过波高的变化与含沙量的变化存在一定的滞后性;⑥大多数情况下,波浪是近岸浅水区泥沙运动的主要动力,海域自身泥沙在波流作用下的反复搬运或输移对海州湾地形产生了重要影响.     

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.      

江苏辐射沙洲海域推移质输沙率计算与分析

根据江苏省辐射沙洲潮流水道33个站次连续两个潮次的潮流、底沙实测资料,利用比较分析与拟合研究方法,对各潮流水道的推移质输沙率进行了计算与分析,明确了辐射沙洲主要潮流水道涨潮、落潮、全潮平均推移质单宽输沙率和输运路线;分析得出了1 m深流速流向和临底层流速、垂线平均流速有很好的线性关系;拟合构建了江苏省辐射沙洲海域主要潮流水道相应的推移质输沙率流速表达的动力关系式。利用4#~20#站位测量数据及对应计算结果计算拟合得出了西洋水道、豆腐渣腰门水道、陈家坞槽水道的推移质输沙率流速关系式。拟合得出了21#~24#站位所在水道的推移质输沙率计算式,得出了沙洲中心浅滩汊道推移质输沙率关系式;发现推移质输沙率流速表达式在辐射沙洲三个不同区域是有差别。最后利用33个测站的水文测量及计算结果得出了辐射沙洲的整个海域的推移质输沙率计算式。推移质输沙率能用流速很好的表达,一是方便于计算应用,二是可反映内在动力机理。     

滦河口激流状况

通过对滦河口测流资料分析,发现一种持续时间极短,流速较小的激流现象,这种激流现象与海域的自然环境和特殊地貌密切相关。     

非结构网格海洋模式在洞头人工渔礁区选址中的应用

应用一种非结构网格海洋模式(FVCOM)建立了洞头列岛及其临近海域的水动力数值模式,水平方向三角网格的采用使模型对大陆海洋线以及岛礁边界的拟合达到了很高精度.经流速、流向和潮位验证后,精度良好的模型被用于人工渔礁区选址的研究.以大潮底层最大流速和大潮底层平均流速为主要判别指标,结合海域地形和水深分布,选定了底层最大流速小于0.6 m/s、平均流速小于0.4 m/s的海域为适宜人工渔礁建设的礁区范围.     

磨刀门水道枯季底边界层的泥沙交换过程

河口底边界层细颗粒泥沙运动往往受边界层内多种尺度的动力过程影响而变得十分复杂。由此,基于座底支架上的ADV与OBS,于2010年枯季在珠江磨刀门水道分别进行大、中、小潮的底边界层观测,对磨刀门水道底边界层湍流动力特征与小尺度泥沙交换过程进行研究。结果表明:悬沙有效沉速、床面切应力与底床侵蚀率的变化范围随着潮差的增大而增大;底床侵蚀率与平均流速变化规律相似,当流速小于0.3 m/s时,侵蚀率基本保持在0.002 kg/m2左右,流速超过此临界值时,床面泥沙发生再悬浮。悬沙和床沙交换过程随着潮差增大而增强,且落潮时段强于涨潮时段。     

长江口启海港枯季悬沙浓度的特征分析

分析2012年枯季启海港海域的实测水文泥沙数据,得到如下结论：该港区海域的悬沙浓度与流速成正相关关系;悬沙浓度的峰值一般出现涨、落急后。港区海域悬沙浓度在垂向上分布为：斜线型、准直线型和混合型,近岸水域的泥沙在中上层运动紊乱,离岸水域的泥沙紊乱则集中在下层。盐度对泥沙的再悬浮作用起一定作用,在流速较大时,底部悬沙浓度变化幅度很小,最大含沙量出现在中层。     

Simulation study on optimal currents and winds for the spaceborne SAR mapping of sea bottom topography

A simulation model for the radar backscattering cross section of the sea surface has been developed based on the synthetic aperture radar (SAR) imaging mechanism of the sea bottom topography. The relationship between tidal currents, sea surface winds and the SAR mapping of the sea bottom topography has been analyzed using the results of the simulation. It is shown that the sea bottom topography can be observed by spaceborne SAR more easily at high current speeds. The optimal direction of the currents for mapping the sea bottom topography is the direction perpendicular to the bathymetric features while the direction parallel to the bathymetric features is the worst. The optimal range of wind speeds for mapping the sea bottom topography is between 3 and 9 m/s. The wind directions between 30° and 89° are preferred although the effect of the wind direction on SAR mapping of bottom topography is complicated.     

正规半日潮港湾中的潮汐余流环流

根据湄洲湾和厦门湾这二个正规半日潮港湾的实测海流资料,获得了这二个港湾中几个典型海区的表层、5m层和底层潮汐余流,从而描述了其分布特征,证实了在正规半日潮港湾中可存在多个潮汐余流环流,讨论了风、岸形和底形等因素对潮汐余流的影响。     

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。     

伶仃洋西槽洪季水沙纵向输移机制研究

根据2003年实测数据,运用物质纵向输移模式计算了丰水大潮期伶仃洋西槽的水量和泥沙纵向输移量,研究了伶仃洋西槽洪季水沙纵向输移机制及水量输移特征,并针对泥沙输移特征,用底层流速和含沙量的相位变化以及表底层盐度的变化对悬沙输移机制进行了分析.结果表明:伶仃洋西槽垂向环流发育,泥沙输移特征明显;径流、潮流变形以及盐淡水异重流是形成西槽水量输移的主要原因;潮流不对称性和底层泥沙再悬浮对潮汐捕集输沙的贡献明显,盐淡水混合和纵向水体梯度对垂向净环流输沙的贡献明显.     

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。     

滦河口近海激流在因初探

对滦河口近海激流的形成进行了讨论,认为潮流的辐合和特殊的地形是激流形成的主要原因,而激流的大小则主要取决于无序位能的释放量。     

长江河口横沙小港泥沙浓度的观测及研究

用OBS－3浊度计在1998年2月12日至21日期间在长江河口横沙小港对悬浮泥沙浓度作了观测,同时也用ENDCO海流计测量了流速、流向、水温和盐度。观测数据表明不论潮还是小潮期间,在落潮过程中泥沙浓度的扰动比涨潮过程中更加频繁和强烈,存在着高频振荡。动力分析表明这是由潮扩散的不对称性造成的,即落潮期间垂向湍流扩散比涨得垂向切变不稳定增强。观测还指出泥沙浓度的变化与流速密切相关,存在着泥沙峰值滞后于流速峰值的现象。这是首次用先进的OBS浊度仪在长江口横沙小港观测在落潮期间泥沙浓度的高频扰动,并从动力成因上做出了解释。