胶州湾沉积环境与潮汐汊道演化特征

研究了胶州湾沉积物输运格局，沉积速率和潮汐汊道演化特征，结果表明，胶州湾口门水道内的悬沙净输运是从湾内指向湾外，湾内水体悬沙浓度终年较低，胶州湾的泥沙来源较少，沉积速率较低。历史上的围垦活动虽造成了纳潮量的减少，但口门过水断面面积并未减小。胶州湾是一个地貌演化缓慢，口站过水断面面积小于均衡状态面积的汊道系统。今后，可应用沉积动力学等方法确定维持港口和航道资源所需的纳潮量，结合纳潮海湾的环境保护和生态建设，定量地确定胶州湾的围垦潜力。     

围填海工程对莱州湾水动力条件的影响

本文采用数值模拟的方法研究了2003—2013年10年来围填海工程建设对莱州湾水动力环境的影响。结果表明2003—2013年围填海工程的建设导致了莱州湾海域面积减小7.38%;围填海工程使莱州湾流速整体呈减小趋势,流速减小超过4cm/s面积约占整个海湾面积的24.3%,流速增加大于4cm/s区域仅占4.0%,流向变化整体较小;莱州湾的纳潮量明显减小,平均纳潮量减小了5.57%;围填海工程建设使莱州湾水交换率略有减小。围填海工程弱化了莱州湾的海湾属性。     

不同疏浚方案下的安海湾整治修复效益评估

为改善安海湾的海洋生态环境,本研究尝试采用底泥疏浚、疏浚土回填造地、红树林种植和人工岛建设相结合的方式进行海湾整治修复,并初步设置5种疏浚方案,分别计算其疏浚总量、采砂量、采砂率及疏浚后安海湾纳潮量、库容量的变化.结果表明不同疏浚方案的总疏浚量、采砂量、采砂程度、库容增加量随疏浚深度增加而增大,海湾纳潮增加量受平均最低潮位的影响,疏浚深度超过1.45 m后,各方案的纳潮增加量不变.通过疏浚物的回填可降低海湾整治修复及海洋资源利用成本,减少海洋倾倒二次污染,为其他海湾生态环境整治修复工程提供示范.     

岸线变迁对大连湾内湾海域纳潮量的影响

根据海图资料统计了1979年、1988年、1998年和2009年大连湾及3个内湾岸线和海域面积变化情况,并运用MIKE21软件建立这4年的潮流场模型。然后,基于潮流场数值模拟的数据计算了1979年和2009年大连湾及3个内湾动态纳潮量,并与用潮差和面积计算的静态纳潮量比较,明确对于水位与潮滩面积关系复杂、海域面积较小的海湾应选用动态纳潮量方法。最后,计算了1988年和1998年3个内湾的动态纳潮量,发现近30年间的围填海工程使得大连湾纳潮量减少15%,3个内湾纳潮量均减少50%。     

多汊道潮汐通道狮子洋的纳潮量计算及演变分析

以狮子洋为例探究了多汊道潮汐通道的纳潮量计算方法,验证了海湾纳潮量计算公式应用在多汊道潮汐通道系统中的可行性,分别采用基于直接观测的流量计算法和基于卫星遥感资料与实测潮位订正的公式法,计算狮子洋1999-07及2005-01的纳潮量,2种方法计算结果误差在18%之内。为进一步研究近年来狮子洋纳潮量变化及其原因,采用公式法计算了2007—2016年每年7月狮子洋纳潮量,结合1999—2011年地形演变特征,说明地形对纳潮量变化的影响。研究发现:狮子洋纳潮量具有4a的周期变化规律,变化特征表现为1999—2007年因航道整治影响,纳潮量增大约10%;2007—2012年,河势较为稳定,纳潮量继续微幅增大;2013—2016年纳潮量小幅减小。     

胶州湾遥感研究Ⅱ.动力参数计算

应用从卫星遥感图像中提取的平均高潮线水域面积和水边线水域面积推算零米以下水域面积,以及结合潮位实测资料推算海湾纳潮量与沉积速率的方法,得出胶州湾现有(1988年)零米以下水域面积为257km~2、纳潮量为9.48×10~8m~3。这些数值比历史数据减小。胶州湾1963—1988年间的平均沉积速率为1.4cm/a,是1915—1963年间的2.7倍。文中还对湾口最大涨潮流速的推算方法进行了探索,应用于胶州湾得出最大涨潮流速为1.2m/s,也比历史数据有所减小。     

基于ADCP湾口测流的纳潮量计算

通过ADCP(声学多普勒海流剖面仪)在胶州湾湾口走航观测,得到胶州湾口团岛到薛家岛断面在春季和秋季的大潮、小潮的海流资料,对观测的流量值进行时间积分,从而得到胶州湾的纳潮量.计算得到胶州湾纳潮量为10.117×108 m3,同以往其他算法的结果相差在10%以内.     

乐清湾水域纳潮量演变分析

基于1965年以来的不同时期水深地形数据和卫星遥感影像资料,对乐清湾岸线和不同特征值水深所围水域面积的历史变化进行研究,根据GIS技术计算乐清湾近50年的不同水域面积的演变特征。利用实测地形资料和水文数据建立乐清湾海域二维潮流数学模型分析乐清湾水域纳潮量的演变情况。结果表明:(1)乐清湾海域纳潮量近50年减少3.16×10~8 m~3,2013年较1965年减少17.69%,年均递减速率由0.06×10~8 m~3/a增加至近年的1.96×10~8 m~3/a;(2)海湾不同区域围填海造成相应海区水域面积的缩减,但纳潮量对水域面积改变的响应程度有显著差别。内湾滩涂围垦对乐清湾不同湾区纳潮量影响十分有限,外湾围垦对纳潮量的影响由外湾向内湾明显递减。漩门湾二期工程显著改变乐清湾的潮流形态,造成各个湾区纳潮量均出现大幅度的调整。本研究可以为海湾的生态环境保护和预测海湾的发展趋势提供量化的参考数据。     

海口湾遥感研究 Ⅰ.纳潮量及其变化

通过从遥感影像中提取的水域面积,结合潮汐资料建立纳潮量算式的方法,得到海口湾现有(1990年)纳潮量为5.14×107m3,1984年为5.80×107m3,1965年为5.05×107m3,文中在分析了决定纳潮量的形态因子和潮差因子后,得出因海口湾形态因子变化而引起纳潮量变化的趋势在1965～1984年呈减小趋势,递减率为2×10-3;1984～1990年呈增加趋势,递增率为1×10-3.1984年前所以呈减小趋势的主要原因是海湾泥沙自然沉淤所致;1984年后由于海口港、海口新港进行疏浚,扩充港池等使平均低潮水域面积增加,是引起纳潮量增加的主导因素。     

围填海对芝罘湾潮流场和纳潮量的影响研究

本文基于MIKE21水动力数值模型,以1985年、1993年、2010年和2017年4个时期为代表年份,定量识别了芝罘湾围填海工程引起的潮流场及纳潮量的变化情况。结果表明:(1)流场:潮流以往复流运动为主,湾口流速最大可达32.99 cm/s,湾底流速较小,最大为9.49 cm/s,湾口流速远大于湾底流速。围填海工程使湾内流速发生了明显变化,湾内9个代表点位的流速均有所减小,湾口流速变化率较小,湾顶流速变化率较大,2017年湾底流速相比于1985年最高减小量达到39%。(2)纳潮量:芝罘湾在围填海前后4个时期的纳潮量分别为4.701×10~(7 )m~3、4.469×10~(7 )m~3、3.854×10~(7 )m~3和3.690×10~(7 )m~3,对比发现,围填海工程的进行使湾内面积持续减小,纳潮量也持续减小,1985-2017年减小了21.51%,围填海工程弱化了芝罘湾的水动力条件。     

半封闭海湾潮间带部分围垦后纳潮量计算的商榷——以胶州湾为例

传统的海湾(泻湖)纳潮量计算方法不能精确地反映潮间带被部分围垦后纳潮量的实际情况,本考虑围堤的影响,将纳潮量分解为堤基以下的“梯形”区和堤基以上的“矩形”区两部分之和,在理论上更加严密。根据改进后方法算出的胶州湾近期纳潮量比传统方法算出的纳潮量大15％左右。可见,半个多世纪以来胶州湾的纳潮量只减少了约15％．而不是传统方法得出的约25％。     

Water exchange in Kabira Cove,Ishigaki Island

The mechanism and rate of water exchange were investigated in Kabira Cove, Ishigaki Island, in the southernmost part of Japanese islands, near Taiwan. During observations in the summers of 1976 and 1977, a larger proportion of the salt transport into the bay was derived from the so-called “tidal trapping effect”. In the latter period of observation carried out after heavy rain brought by a seasonal typhoon under annual mean tidal conditions, the turnover time, i.e. the scale of replacement of the whole bay water with the open sea water, is estimated to be 3.6 days. Based on these observational results, a concept of the tidal trapping due to coupling of the actions of tides and buoyancy in a vertical two-dimensional field with a sill at the bay mouth is proposed. Considering the topographical, hydrometeorological and geographical conditions of the cove, it is inferred that this water exchange process tends to be formed in Kabira Cove in summer except during neap tides.     

Numerical Simulation of Residual Circulation due to Bottom Roughness Variability Under Tidal Flows in A Semi-Enclosed Bay

1 .IntroductionWater pollution has a large influence on water environment and our life ;for example ,it some-times induces oxygen depression,blue tide andredtide in a bay.For water purificationin a semi-en-closed sea ,some new methods to activate the tidal exchange between an inner bay and an outer seaarea by control of a tidal residual current have been proposed (Awayaet al .,1995) . Huthnance(1973) ,Zimmerman (1978 ,1981) , Loder (1980) ,and Robinson (1983) considered cases wherethe fricti…     

湾口建闸海湾水体交换及景观水位数值模拟

大幅度的潮位变动对近岸景观和亲水性有较大影响,为此往往在湾口建闸控制湾内潮位变动,通过设置景观水位改善以上问题,但这将带来湾内的水动力及水体交换条件下降。本研究以马銮湾为例通过潮流数学模型模拟,研究湾口开闸孔数、开闸位置及不同景观水位与湾内水动力和水体交换的关系。利用湾口闸门调度,在湾内形成大尺度环流提高水体交换效率,对马銮湾景观水位和闸门调度方式提出了建议,有效地解决了湾内潮差减小引起水体交换效率减低的问题。     

乐清湾近期海岸演变研究

乐清湾是一个与东海相通的半封闭型强潮海湾。通过对1934,1968和1992年的海图对比研究表明:近期乐清湾各等深线所围水域面积持续减小。后一阶段,围垦使岸线推进速度加快,滩涂面积由前一阶段的不断增加转变为不断减小。1934到1968年,西南部最大潮滩华岐潮滩岸线和零米线平均外推速率分别为4.88m/a和13.24m/a;1968到1992年平均淤进速率分别为6.17m/a和8.08m/a。实地采样分析表明:表层水样平均悬沙浓度为0.1043kg/m3,从湾顶向湾口呈不断增加的趋势。悬沙浓度虽较低,但湾内处于低能动力沉积环境,有利于细颗粒沉积物落淤,这是湾内地貌演变的要因。长江入海南移和陆架区再悬浮的细颗粒物质是乐清湾主要的泥沙来源。泥沙自然淤积和人类活动影响是近期乐清湾大部分岸线处于淤进状态的原因。漩门二期工程前后乐清湾的纳潮量减小了5.73%,落潮流相对携沙能力降低为工程前的79%。而根据实测落潮平均流速计算得围垦后落潮流的相对携沙能力减弱为原来的54%。而从1934年到漩门二期围垦工程后,纳潮量减小了22.57%。开辟盐田和围垦造陆工程等人类活动,对海岸演变的影响显著。     

用最小二乘法分析胶州湾海流特征

在胶州湾湾口、西侧、中心、东侧、北侧湾顶五个区域布设测站,利用2018年冬季至2020年秋季潮位、海流等监测数据,基于最小二乘法进行调和分析计算,并结合垂线平均流速流向、可能最大流速、水质点可能最大运移距离等计算模型,研究分析了胶州湾海流特征。结果表明,各区域潮流类型系数均小于0.5,M₂分潮椭圆率绝对值均不超过0.1,接近于0,故胶州湾潮流性质为正规半日潮流,潮流运动形式以往复型为主。湾口区域余流、可能最大流速、水质点可能最大运移位移均最大。不同季节余流流速和流向的差异没有明显的规律性,除湾区西侧测站外,其余位置不同季节余流流向整体上有固定朝向：湾口处东偏北、中心站西偏北、东侧站南偏东、北侧湾顶站东偏北。靠近岸边的湾口、东侧和北侧湾顶站余流流向与邻近海岸垂直。在垂直方向上,各测站可能最大流速和水质点可能最大运移距离由表层至底层整体上呈减小趋势,流向基本一致。     

Vertical two-dimensional mechanism of tidal exchange in a bay with a sill-entrance

For a vertical two-dimensional field with a sill at a bay entrance, the tidal exchange mechanism is discussed.The schematic model is proposed as follows. The tidal trapping effect which is detected at the entrance section,i. e., the material transport due to the phase difference between the tidal periodic constituent of material concentration and tidal current at the entrance section, results because the oscillatory tidal flow at the sill entrance induces a gravitational flow along the sill slope inside the entrance. Accordingly, the tidal trapping effect depends largely upon the difference in water density between the bay and open sea and the density stratification in the bay.This model is supported by the observations at Kabira Cove (Okinawa Pref.) and Lake Hamana (Shizuoka Pref.) in 1976 through 1984. In addition, based on this model, in the case of Lake Hamana, the activity of the tidal exchange is inferred to change seasonally.     

Numerical study on tidal currents and seawater exchange in the Benoa Bay, Bali, Indonesia

A three-dimensional （3-D） finite volume coastal ocean model （FVCOM） was used for the study of water cir culation and seawater exchange in the Benoa Bay, Bali Island. The M2 tidal component was forced in open boundary and discharge from six rivers was included in the numerical calculation. The M2 tidal elevation produced by the FVCOM has a good agreement with the observation data. The M2 tidal current is also suc cessfully calculated under the ebb tide and flood tide conditions. The non-linear M2 tidal residual current was produced by the coastline geometry, especially surrounding the narrow strait between the Serangan Is- land and the Benoa Peninsula. The tidal residual current also generated two small eddies within the bay and one small eddy in the bay mouth. The salinity distribution influenced by river discharge could be success- fully calculated, where the numerical calculation and the observation results have a good correlation （r2） of 0.75. Finally in order to examine the seawater exchange in the Benoa Bay, the Lagrangian particle tracking method and calculation of residence time are applied. The mechanism of particle transport to the flushing of seawater is depicted clearly by both methods.     

福建诏安湾海域表层沉积物粒度特征及输运趋势分析

通过对诏安湾海域6个站位的水文泥沙观测和181个表层沉积物样品的粒度分析,结合海湾水深地形,应用Gao?Collins粒径输运模型和系统聚类分析方法,分析研究了福建诏安湾海域的粒度参数分布特征、表层沉积物的运移趋势和沉积环境划分及其动力机制.结果表明,诏安湾表层沉积物共6种类型,以黏土质粉砂和砂为主,平均粒径介于0.5...     

Year-to-year change in water exchange characteristics in a semi-enclosed bya,Lake Hamana

The year-to-year change in characteristics of water exchange between Lake Hamana, a semi-enclosed bya, and the adjacent open sea is investigated.The destruction of the bay mouth by a typhoon in 1953 and subsequent stabilization work on the bay mouth from 1954 to 1973 resulted in an increase in the tidal prism volume of the bay (Mazda, 1983). In the present paper, a simple model has been constructed in which the magnitude of water exchange depends on the tidal prism, and using this model, the year-to-year increase in salinity of the bay water after 1953 can be well explained. Consequently, it can be said that the salinity increase after 1953 is a result of a progressive increase in water exchange caused by successive changes in topography of the bay mouth.The extent of water exchange in Lake Hamana, which varies seasonally, has increased gradually since 1953, and became stable after about 1967. For instance, at present the turnover time of the bay for exchange with open sea water reaches a maximum (2.9 months) in January and a minimum (0.9 month) in October, while in 1955 it is estimated to have been about 2.5 times that at the present time.