浙江近海潮流和余流的特征

依据近年来浙江海岸带和海岛调查的实测海流数据,研究了浙江近海的潮流、余流特征和分布规律。由实测数据得到调和分析的一些参数,并根据这些参数分析了浙江近海的潮流性质、潮流运动形式、最大可能流速、M2分潮潮流椭圆、潮流的垂直分布及冬、夏季的余流分布,从而对浙江近海整个区域的潮流、余流特性有了一个较为全面的认识。     

烟台、威海南部近岸海域物理自净能力研究——Ⅱ.拉格朗日余流模型

在该海域潮流计算的基础上,利用有限元法建立了二维的拉格朗日余流模型,得出了威海及烟台南部海域的拉格朗日余流分布。跟踪了文登、乳山、海阳、莱阳近岸主要排污口的污水输运轨迹,为沿岸县市污水排放的选址提供理论依据。     

乐清湾的潮位、潮流和余流特征

2008年7月至2009年4月在乐清湾进行了代表春、夏、秋、冬4个季节的航次调查,设置了Y4、Y14、Y15和A共4个连续观测站位,共得到12组实测的海流流速和10组CTD数据。采用潮汐调和分析法分析了距江厦潮汐能试验电站3 km处的潮汐站位连续19个月的潮位资料,结合调查数据特性和乐清湾潮汐特点,引入M2与S2、O1与K1、M4与MS4、2MS6与M6分潮之间的差比关系,对连续观测站位的潮位和潮流进行准调和分析。潮位的统计和准调和分析结果显示:Y4、Y14、Y15站位和潮汐站位8个分潮振幅和的航次调查平均值为3.75,4.02,3.94和4.03 m,(HO1+HK1)/HM2的航次调查平均值为0.32,0.28,0.32和0.24。Y4、Y14、Y15和潮汐站位的M4、MS4、M6和2MS6浅水分潮振幅的航次调查平均值分别为0.20,0.31,0.35和0.25 m,M6和2MS6浅水分潮振幅的航次调查平均值分别为0.03,0.15,0.17和0.15 m。不同航次调查4个连续观测站位涨潮最大流速的平均值为81.5 cm/s,落潮最大流速的平均值为103.1 cm/s。Y4、Y14和Y15站位潮流的M2和S2分潮振幅百分比分别为86%,65%和68%,浅水分潮振幅百分比分别为11%,29%和25%。M4、MS4分潮振幅之和分别是M6、2MS6分潮振幅之和的2.1,1.2和1.7倍。由潮位和潮流的分析结果可知:从乐清湾湾口至湾顶,潮汐逐渐增强,半日潮比率逐渐增大,半日潮型的特性更为明显;浅水分潮强度逐渐增加,其中M6和2MS6分潮强度增强更为明显。位于湾口的Y4站位在秋季(2008年10月)航次调查时的日平均余流流向为西南偏南方向,冬季(2009年1月)和春季(2009年4月)航次调查时的余流流向为东南偏南方向。Y4站位余流受灵霓大坝影响,大坝建成后湾口余流改变方向,向南流出乐清湾。位于湾顶的Y14站位,余流流速变化不大,但方向变化明显,夏季(2008年7月)为西南方向,秋季为西南偏南方向,冬季为西南偏西方向,春季又为西南偏南方向。Y15站位余流流速较小,但方向变化明显。A站位两个航次调查时的余流流向均为东北方向。     

基于长期定点观测资料的莱州湾人工鱼礁建设区局地水动力特征

为了研究人工鱼礁区基本水动力特征,本文利用人工鱼礁投放区的座底海床基获取半年以上的水动力观测资料,通过谱分析、调和分析、滤波等方法分析了该海区潮汐、潮流特征,并讨论了余流特征。结果表明,该海域属于不规则半日潮,具有显著的全日潮周期和半日潮周期,潮汐性质指数为0.98,平均潮差为0.95m,最大可能潮差为2.25m。潮流为典型的往复潮,潮流主向为NNE-SSW,优势分潮为M2分潮。垂向上,流速大小随深度增加显著降低,海底1m的流速较表层降低约30%,流向向沿鱼礁布设方向偏转。该海域余流较小,欧拉余流与斯托克斯余流大小相当,分别为1.35cm/s,1.41cm/s,均为向岸输运,欧拉余流表层受风影响较大,拉格朗日余流为2.76cm/s,方向SEE。该海域流场垂向结构与人工鱼礁投放后底摩擦增加、鱼礁对近底层水流的阻滞作用有关。底层温度具有显著的季节变化与日变化特征,短期高频变化存在显著的全日周期与半日周期,冬春季由于垂向混合加强,全日信号更为显著。底层浊度的升高主要由大风过程加强垂向混合的引起。     

A Lagrangian mean theory on coastal sea circulation with inter-tidal transports I. Fundamentals

A brief review is made on the theory of the Lagrangian residual circulation and inter-tidal transports in a convectively weakly nonlinear system. In the review the emphasis is put on the systematical development of the theory and its weakness of convectively weakly nonlinear approximation. The fundamentals of a Lagrangian tidally-averaged theory on circulation with inter-tidal transport processes have been proposed for a general nonlinear coastal/estuarine system. The Lagrangian residual velocity is strictly de- fined, and it has been verified to be able to embody the velocity field of circulation. A new concept of the concentration for inter- tidal transport processes is presented. The concentration describing the inter-tidal transport processes should be a ＂Lagrangian inter-tidal concentration＂ defined and named, but not the Eulcrian tidally-averaged concentration used traditionally. The circulation described here contains a set of infinite temporal-spatial fields of velocity/concentration, each of which corresponds to a specific value of tidal phases varying continuously over one tidal cycle. When the convectively weakly nonlinear condition（ with a smaller order of eddy diffusion and sources） is approximately satisfied, a set of infinite temporal-spatial fields of velocity/concentration can be reduced to a single one.. the mass transport velocity/the Eulerian tidally averaged concentration as exhibited traditionally.     

论狭窄潮汐水道中sigma坐标下的余流

在受波动影响的近岸浅水区域，运用sigma坐标是计算平均水位附近的余流的有效途径。本项研究在理论上分析了在狭窄潮汐水道中sigma坐标下的余流的物理意义，并运用一系列的理想化数值模型对分析结果进行了验证。对于浅水波，sigma层和水体中的波动面相一致，因而斯托克斯速度及其分量可以用sigma坐标上的速度来表达。一个sigma层上的余流（即sigma余流）是位于这一sigma层平均深度上的欧拉余流和斯托克斯速度垂向分量的和，可以被看做是半拉格朗日余流。因为斯托克斯速度的垂向分量比其水平分量小一个量级，sigma余流可看做为欧拉余流的近似。在sigma层上的物质输运余流是sigma余流和斯托克斯速度水平分量的和，在大小和方向上和拉格朗日余流近似。     

珠江伶仃洋余流垂向分布的季节变化及其与径流的关系研究

对伶仃洋河门湾出口某观测点一整年海流观测数据进行了余流分析,探讨了珠江伶仃洋余流垂向分布的季节变化及其与径流的关系.珠江伶仃洋余流的垂向分布具有明显的上溯流和下泄流分层现象,上溯流和下泄流厚度全年呈周期性变化;实测径流量与上层下泄余流流速有很好的线性关系,底层的上溯流与径流量大小的线性相关性不明显,但实测径流量与底层的上溯流有良好的指数相关性;在洪、枯季转换季节上溯流较小,在洪季和枯季上溯流较大.各月余流的垂线平均纵向水量输送并不一致,在夏季是指向下游,而在其他季节则指向上游,变化与径流量大小有较大的关系.全年的欧拉余流是向上游输送水量的.     

沙嘴海岸地形对黄河三角洲沿岸余流场的影响

以钓口流路时期1967年前后的海岸地形为例,研究了沙嘴海岸地形对黄河三角洲沿岸余流场的影响.数值对比试验表明,沙嘴附近的余流流向受地形扰动而不断偏转,使得沙嘴地形特征可能引起局部余环流结构的改变,甚至在沙嘴附近呈现出小的涡环结构,沙嘴对流向的影响随离沙嘴地形距离的增加而渐弱.沙嘴海岸地形还将引起局部流速的增加,并在其附近海域形成高流速区,在忽略沙嘴地形的条件下,一些随沙嘴而生的高流速区范围缩小、流速降低,并向西南移动,甚至消失,原沙嘴前沿余流流速明显减小,随离沙嘴距离的增加,流速差异逐渐微弱.     

连云港埒子口海域潮动力特征及其变化

为研究连云港埒子口海域潮流动力特征及其对周边海岸工程的响应,以及为治理埒子口闸下淤积问题提供参考,建立了基于有限体积法离散二维浅水方程的数值模型。采用实测水文资料对模型率定和验证,应用模型分析埒子口潮流动力特征和建设徐圩港防波堤和灌河口导堤后埒子口海域潮流动力的变化。模拟结果表明,建设工程后潮流动力变化较大,埒子口海域涨急流和落急流方向改变,涨、落潮平均流速均减小,距离工程区域越近,流速变化越大。埒子口海域潮流动力减弱将会加重上游挡潮闸的闸下淤积问题,致使埒子口排水不畅,进而增加沂北地区的洪涝风险,所以,相关部门应及时采取措施,保证埒子口排涝畅通。     

长江口浑浊带核心区北槽水动力特征研究

本文根据2015年长江口洪季浑浊带水域座底三脚架全水深范围观测数据，对北槽中下段纵横向流、余流结构、边界层特征等进行了深入研究，结果显示:（1）大潮潮流矢量特征在垂向上的变化差异最为显著；北槽中下段水流出现明显的横向输移，指向航槽北面；（2）横向流速在大潮期间的变化（垂线平均）为-0.10~0.39 m/s，小潮期间的变化为-0.13~0.25 m/s；横向平流对于北槽纵向物质输运有显著调整作用；（3）余流垂向差异大，底部几乎为0，小潮期间余流更强；周期性再悬浮的细颗粒泥沙可作为北槽最大浑浊带的重要物质来源；（4）传统六点对数流速拟合法获得摩阻流速误差较大，近底1 m区域高分辨流速剖面是准确获取底边界层参数的有效途径。