渤海潮混合数值模拟 Ⅰ.渤海主要半日分潮的数值模拟

渤海为内陆海湾,仅以一海峡与北黄海相通。天体引力作用下的周期性海水运动是渤海海水运动的主要形式之一。因此,研究渤海潮流对污染物稀释扩散,迁移输送的规律是环境保护研究工作中的重要课题。渤海是以半日分潮性质为主的海域。因此本文着重讨论渤海半日分潮的数值模拟问题,以便在此基础上求解扩散方程式,进而得到污染物在主要半日分潮流作用下的空间分布状况。     

大连湾入口北部海区的潮流特征

根据实测资料，分析了受地形和水道影响下大连湾入口北部海区的潮流现象，并采用准调和分析方法，得出了该海区潮流的基本特征，潮流以M2分潮流为主要优势分潮，潮流运动形式为往复流；属于不规则半日潮流性质；接近规则半日潮流。     

大亚湾冬季海流波动的分析

本文以实测资料为依据,利用时间序列功率谱的方法,分析大亚湾湾口冬季的海流波动特点,得出了本海域海流波动是以半日分潮潮流为主的半日分潮、全日分潮和浅海分潮潮流共存的波动形式,其振幅表层大于底层等结论。文中还指出了半日分潮、全日分潮和浅海分潮潮流波动振幅变化的特征。     

南麂岛附近海域潮汐和潮流的特征

以2008年冬季在浙江近海南麂岛附近投放的4个底锚系观测的水位和流速资料为依据,分析了潮汐和潮流特征。水位谱分析结果显示半日分潮最显著,全日分潮其次;近岸的浅水分潮比离岸大。水位调和分析结果表明:潮汐类型均为正规半日潮,近岸处的平均潮差大于3m,最大可能潮差大于6m,潮汐呈现出显著的低潮日不等和回归潮特征。流速谱分析结果显示半日分潮流最强,全日分潮流其次,且比半日分潮流小得多;近岸浅水分潮流比远离岸显著。流速调和分析结果表明:潮流类型均为正规半日潮流,靠近岸的两个站浅水分潮流较显著;最显著的半日分潮流是M2分潮流,其最大流速介于0.32～0.48m/s之间,全日分潮流均很弱,最大流速小于0.06m/s。M2分潮流均为逆时针旋转,椭圆率越靠近海底越大;最大分潮流流速分布为中上层最大、表层略小、底层最小;最大分潮流流速方向的垂向变化很小,底层比表层略为偏左;最大分潮流流速到达时间随深度的加深而提前,底层比中上层约提前30min。潮流椭圆的垂向分布显示这里的半日分潮流以正压潮流为主;日分潮流则表现出很强的斜压性。     

基于FVCOM的厦门湾及其周边海域三维潮流数值模拟

基于非结构三角形网格、干-湿判别技术和有限体积法的FVCOM（finite volume coastal oceanmodel）海洋数值模式,建立了厦门湾及其周边海域高分辨率（30 m）的三维潮汐、潮流数值模型.模拟结果同该海域2个验潮站和4个连续海流站的观测资料符合良好,较好地反映了厦门湾及其周边海域潮汐、潮流运动的变化状况和分布特征,并给出了M2、S2、K1、O1共4个主要分潮的同潮图、表层潮流椭圆、最大可能潮流流速及表、底层潮余流分布.厦门湾及其周边海域属正规半日潮类型,4个分潮的最大潮汐振幅分别为200、65、36、29 cm,厦门湾内外迟角差分别为20°、25°、18°、10°;镇海角至围头角连线东南侧湾口区为逆时针旋转的驻波,西北侧湾内为前进潮波.湾内潮流属正规半日潮流,湾口区潮流以逆时针方向的旋转流运动为主,湾内各水道为往复潮流,椭圆长轴与水道走向一致,4个分潮流表层最大流速分别为201、51、34、25 cm/s;九龙江口区3条港道内的流速以南港最大;表层余流大于底层余流,二者水平分布形态基本一致,都为北进南出.     

厦门海港公园工程厦门湾潮汐水流物理模型馆有关问题研究

本文首先介绍了潮汐水流整体物理模型的作用和功能，讨论目前在厦门海港公园建设厦门潮流模型实验室的意义和作用．通过对国内一些类似大型实验室情况的介绍，提出厦门潮流模型的设计方案；根据实际需要，建议分两期实施．最后指出，物理模型试验是非常专业化的工作，模型馆正常运转的关键是运作体制和人才培养．     

东中国海潮流结构数值模拟与分析

采用FVCOM海洋数值模式建立了东中国海三维潮汐潮流的数值模型,并模拟了该海域的潮波运动。通过潮流的数值实验结果与实测结果的对比分析发现,半日分潮流的最大流速值随经度和纬度的增加逐渐减小,且极值点出现的深度呈递增趋势;最大流速的流向从低纬至高纬右旋,但随经度增大会发生左旋,流向极值点深度随纬度增大会逐步减小。低纬度海区的全日分潮流最大流速值高于高纬度海区;最大流速的流向的变化与半日分潮流相同,但流向极值点深度随经度增大会逐步增加。在垂向上,半日分潮流最大流速随深度的增加先增大后减小,最大流速的流向在流向极值点深度的上层右旋(顺时针),在下层左旋(逆时针);全日分潮流的最大流速在垂向上呈递减趋势,其流向同样是在流向极值点深度的上层右旋,在下层左旋。     

厦门西港海水交换计算

本文根据“厦门港湾海洋环境综合调查”资料,选用盐度为物质浓度,分析了厦门西港海水交换状况,计算了由潮流和余流引起的海水半交换期。     

九龙江入海口重矿物的迁移及其对厦门西港南部淤积的影响

通过对九龙江入海水道、厦门西港南部重矿物组合规律、物质来源的研究，结果表明，九龙江细砂级以上颗粒朝外海方向迁移，没有进入厦门西港。厦门西港鳗尾沙淤积区的沉积物为孤丘海蚀残积物及粉砂质泥。内土尾淤积区沉积物为凝聚成小球的粘土及黑云母，它来自九龙江悬沙与海岸工程抛入的泥沙。     

蓬莱两大潮波接续处的潮汐潮流特性分析

通过对蓬莱沿岸海域多站位潮汐潮流实际观测,研究分析了其东、西两侧潮汐潮流特性。其中,受不同潮波系统控制下的半日分潮影响,蓬莱东、西两侧潮汐有较大差异,而全日分潮虽处同一潮波系统下,但量值较小、作用影响不大;东、西两侧潮流差异相对潮汐较小,半日潮流和全日潮流的变化特性与潮汐对应分潮的变化均不相同。     

九龙江入海口重矿物的迁移及其对厦门西港南部淤积的影响

通过对九龙江入海水道，厦门西港南部重矿物组合规律，物质来源的研究，结果表明，九龙江细砂级以上颗粒朝外海方向迁移，没有进入厦门西港，厦门西港鳗尾沙淤积区的沉积物为孤丘海蚀残积物及粉砂质泥。内土尾淤积区沉积为凝聚成不球的粘土及黑云母，它来自九龙江悬沙与海岸工程抛入的泥沙。     

废黄河口海域悬沙输运特征

基于在废黄河口海域观测数据(包括流速、流向和悬浮泥沙浓度的垂向剖面),利用瞬时物质输运分解法估算了各站位的余流、单宽净输水量和悬沙单宽净通量以及潮流输沙各影响项的贡献。结果表明:该域潮流类型属正规半日浅海潮流,潮流运动形式以往复流为主,潮流输沙主要影响项为平均流输沙项,各测站净输沙方向与余流方向分布规律较为一致,近岸水域净输沙方向主要为偏南向,离岸水域净输沙方向主要为偏北向。     

海阳核电区域潮流特征分析

采用短期资料的潮流准调和分析方法,对水深为4.5~22.5m的海阳核电站6个测站3个周日潮流观测获得的表、中、底层的潮流资料进行了分析。分析结果表明:该区域基本以半日潮为主,且半日分潮中M2振幅大于S2,全日潮仅存在个别站位的个别水层中;测区的潮流属于正规半日潮,但其分潮比WM_4/WM_2大于0.04,表明测区中浅海分潮流具有较大的比重,故测区的潮流性质应为不正规半日浅海潮流的类型;各站位各层表现出不同的潮流运动形式,往复流和旋转流同时存在,不同站位、层次之间的明显差异还需要结合详细的地形调查展开研究;大部分站位的余流流速呈现表层>中层>底层,大致呈现自东北向西南流。     

北部湾北部白龙尾附近海域潮流谱分析

用锚定、座底声学多普勒海流剖面仪(ADCP),对白龙尾开阔水域进行为期1a的分层海流观测,通过最大熵谱分析方法,得出结论:1)日分潮O1,K1和半日分潮M2,S2是白龙尾主要分潮流,半日潮流能量大于日潮流能量;2)在半日潮和全日潮分量中,逆时针运动(f0)是主要的,并从潮波旋转形态方面给予解释;3)周期为6h左右的浅水分潮,在底层通过显著性检验,表明近底摩擦是浅水分潮生成的主要机制;4)在f0情况下,周期超过3d的长周期运动(余流)有3个,其中8.3d的长周期运动,在表、中和底层都通过显著性检验,5.2d在中层和底层通过显著性检验,认为主要是潮余流引起的。     

后水湾网箱养殖区五测站两周日海流观测的准调和分析

应用短期资料的潮流准调和分析方法,对后水湾网箱养殖区五测站两周日海流观测获得的表、中、底层海流资料进行了分析,计算了五测站O1、K1、M2、S2、M4、MS46个主要分潮的潮流调和常数,并给出了各测站在各层的潮流椭圆要素。计算结果表明:后水湾主要为日潮流海区,从最北的海区边缘向湾内靠近避风锚地,潮流性质由不规则全日潮流变为不规则半日潮流;从湾口到湾内,各分潮北分量基本以全日潮流K1为主,其次为全日潮流O1和半日潮流M2,主要分潮的振幅逐渐降低,且越靠近湾内,浅水分潮的作用越大;各分潮东分量仍以全日潮流为主,但半日潮流的作用增大,可以达到与全日潮流相当的作用。观测期间最大余流值基本出现在中层,且处于两个开边界的F1和F5站位的余流值明显大于其它站位;各站位的表层余流基本指向西北-北-东北向,即朝向湾外;而中、底层余流基本指向西南-南-东南向,即朝向湾内,通过上、下层海水的运动,海区内物质最终可以向湾外输运。整个海区可能最大流速表层在29~70 cm/s之间;中层在43~62 cm/s之间;底层在30~47 cm/s之间。表层海水基本为逆时针的旋转流运动;而中、底层海水由于一直受到邻昌礁的约束,基本为往复流运动。     

海堤建成前后厦门港湾沉积速率的变化及其在海洋工程中的意义

厦门港位于金门湾内,水域平静宽阔,航道深,潮差大,是我国沿海的天然良港。其主航道嵩屿—鼓浪屿的水深在10米以上,万吨巨轮随时可进,五万吨轮可乘潮入港。随着厦门经济特区的发展,厦门港将成为我国重要的吞吐口岸。厦门港湾的潮型为正规半日潮。潮流运动形式为往复式。传入厦门港湾的潮波有一股沿西港,还有一股沿厦门岛东侧的浔江进入。两股潮波在现高崎—集美海堤略东处交汇后再分别退出,如此往复循环。水文调查表明表层余流大多指向湾外,底层余流大多     

渤、黄、东海潮汐、潮流的数值模拟与研究

基于FVCOM海洋数值模式,采用高分辨率的三角形网格,对渤、黄、东海的潮汐、潮流进行数值模拟,并通过比较120个沿岸验潮站和14个潮流观测站的实测与模拟结果进行模型验证,两者符合较好。根据模拟结果,给出了四个主要分潮的潮汐同潮图和5m层潮流最大流速及最大潮流同潮时分布。渤、黄、东海共有5个半日分潮和3个全日分潮的独立旋转潮波系统,且都呈逆时针方向旋转;半日潮流和全日潮流各有12个圆流点;在冲绳岛和奄美岛两侧的4个半日潮流圆流点分别呈对称分布,其中有3个为本文首次给出;在日本九州岛西侧还新给出2个全日潮流圆流点。有关它们的存在性需要实测资料的进一步检验。     

基于实测资料的钦州湾外海海域潮流特征分析

采用短期资料的潮流准调和分析方法,对2019年7月钦州湾近海海域3个站位的同步潮流资料进行了分析。结果表明：V2测站为不规则全日潮流,V1、V3测站为不规则半日潮流;三个测站均呈现明显的往复流特征,其中,V1和V2测站为N～S向,V3测站为ENE～SW向;除小潮期外,三个站位涨潮流均小于落潮流,平均流速均较小;各主要分潮流基本以K₁、O₁全日分潮流和M₂半日分潮流为主,其次是S₂半日分潮流;垂线平均余流,最大值出现在大潮期间V2测站,达15.7 cm/s,方向为61°。     

广西涠洲岛南岸表层海流特征及机制实测分析

涠洲岛周边海域拥有珍贵的珊瑚礁生态区,但近年来赤潮频发,而针对涠洲岛的海流实测数据研究仅限于1988-1989年的观测结果。因此本文基于涠洲岛南岸2015年1-8月的观测数据分析其表层海流特征有重要意义。本文发现涠洲岛南岸为不正规半日潮流,半日潮流要强于全日潮流且以逆时针旋转运动为主,M2分潮的潮流椭圆长轴最强;潮流呈现季节性变化,其中冬季的潮流最强,夏季其次,春季最弱;冬季分潮的潮流椭圆长轴比夏季大约10cm/s,夏季的分潮潮流椭圆长轴比春季大约1cm/s。虽然冬季潮流最强,但夏季的低频流速最强,约为6.2cm/s,大于冬季的4.5cm/s。对比同时期的季风变化,发现涠洲岛南岸的表层流基本为季风驱动,同时大风江和廉江的冲淡水对该区域流起重要作用。     

厦门西海域水体富营养化状况的综合评价

根据１９９２年６月～１９９３年４月的４个季节的观测资料，对厦门西海域水体富营养化与赤潮关系进行了研究。结果表明，同安湾、厦门西港、九龙江口均属于中营养海区，马銮湾、员当湖均属于过营养海区。同安湾、厦门西港、九龙江口浮游植物数量少、种类多，马銮湾、员当湖则相反。马銮湾、员当湖扭曲小环藻已形成了慢性赤潮。马銮湾生态养殖，员当湖污水治理后，水质明显地得到改善，同时也减轻了厦门西港环境容量的负荷，近年来厦门西港再没有发生赤潮。