灌河口潮汐不对称数值模拟研究

建立灌河口平面二维潮流数字模型,并在灌河口口门至陈家港河段沿程布置5个采样点和3个横向断面,通过对各采样点一个月数值模拟结果进行调和分析,得出灌河口M2分潮及其主要倍潮的基本特征,然后利用潮位-流速关系图及通过对动量方程中各项的统计计算,研究了灌河口潮波运动的基本动力平衡、M2的主要倍潮的产生机制及其对潮汐不对称现象的影响。研究认为:灌河口潮汐潮流均属正规半日潮型。M4、M6分潮对于灌河口潮波变形有着重要的影响,M8分潮除在浅滩处外对潮汐不对称的影响很小。在深槽处M4分潮导致最大落(涨)潮流速减小(增大),最大涨(落)潮流速与最高(低)潮位之间的相位差增大。M6分潮的影响与M4基本一致,但其作用明显小于M4分潮。在浅滩处M4分潮导致最大涨落潮流速均大于M2分潮的值,M6和M8分潮使最大涨落潮流速均出现在高潮位附近,但M6、M8使最大涨潮流速减小,而使最大落潮流速增大。外海边界处倍潮波的传入对于口门附近的潮汐不对称有一定影响。M4和M6分潮导致灌河口的潮汐不对称表现为涨潮主导型,潮波运动主要受到压强梯度力、非线性对流和底摩擦力,三者与局地惯性力构成灌河口的基本动力平衡,摩擦力并不是最重要的作用力。

涠洲岛海域潮流不对称的偏度判别研究

【目的】潮流不对称现象是潮波运动的基本特征之一，潮流不对称的量化及适用性是近海潮波动力学的重要研究内容。采用涠洲岛附近海域1988年10月6日～1989年3月9日实测的分层（10m、20m和30m）潮流数据对涠洲岛附近海域的潮流不对称现象进行研究。【方法】首先对实测资料进行调和分析得出余流及35个分潮，进而基于调和分析结果利用潮流不对称偏度判别法对实测潮流数据的潮流不对称进行计算。【结果】研究认为，在u方向（W—E），虽然垂向上流速大小有变化，但均为正向不对称，且其不对称程度基本相同。在υ方向（N—S），10m层和20m层流速均为负向不对称，30m层呈正向不对称，三者在量值上由上层向下逐渐增大。在各层次各方向上，对潮流不对称贡献最大组合的均为余流及余流与分潮的相互作用，01、M2和M03分潮的相互作用以及K1、M2和MK3分潮的相互作用对潮流不对称的贡献亦不能忽略，其量值能达到甚至超过01、K1、M2的贡献。潮波进入浅水发生变形，导致潮流不对称的影响因素在浅水和深水海域不同。【结论】涠洲岛附近海域潮流不对称具有明显的垂向变化，10m、20m层与30m呈现不同的不对称特征。潮流不对称偏度判别法在较深水海域同样具有适用性。

潮流不对称与推移质泥沙长期净输运

由统计学中的"偏度"概念出发,对潮流不对称的量化进行了探讨,进而将潮流不对称与推移质泥沙的长期净输运联系起来。在此基础上,对潮流不对称对推移质泥沙输运的作用机制进行了研究,并推导了利用潮流调和常数估算推移质泥沙长期净输运的方法。研究认为,产生潮流不对称的原因包括满足一定条件的分潮间的相互作用以及余流与分潮的相互作用,不同分潮组合对潮流不对称的贡献既与分潮间的相对振幅有关,又与分潮间的相对相位有关;对推移质泥沙输运而言,既包括同方向的分潮之间、分潮与余流之间的相互作用,又包括不同方向的分潮之间、分潮与余流之间的相互作用。由偏度结合推移质泥沙输沙公式导出的潮流不对称与推移质输沙之间的关系提供了一个由潮流调和常数估算河口推移质输沙的简便方法,经对比,该方法与直接采用推移质输沙率公式结果是一致的。

恢复饱和过程与潮流不对称耦合作用下的悬沙输运

通过理想模型的解析解对河口悬移质泥沙输沙中恢复饱和过程与潮流不对称耦合作用下的长期净输运机制进行了研究，并给出了二者耦合作用下的悬沙长期净输运的定量表达及悬沙净输运方向与分潮相对位相的关系。研究认为，悬沙的长期净输运与泥沙的恢复饱和过程及潮流不对称存在密切关系。对于仅单频潮波作用的情况，恢复饱和过程不会导致悬沙净输运的产生；分潮与余流的相互作用将产生与余流方向一致的净输运；悬沙的净输运方向与潮流不对称的方向并不完全一致；对于频率满足一定条件的分潮的组合，不论该分潮组合是否导致潮流不对称，均会产生悬沙的净输运；净输运量是分潮组合中各分潮流速的振幅、相对位相及相对恢复饱和时间的函数。对于某一分潮组合，悬沙净输运与潮流不对称方向改变时，二者的相对位相阈值之间的偏差随恢复饱和时间的增大而增大。

正规半日潮海域潮汐不对称性及量化

潮汐变形是近岸潮汐的一个基本特征,潮汐不对称的判断及量化是一个重要的研究内容。传统的判别方法是通过M2分潮与其倍潮(M4、M6等)以及分潮K1、O1和M2等的相对振幅和相对相位实现。这些方法主要基于满足特定关系的分潮组的调和常数计算,不易应用于研究潮汐不对称在不同时间尺度的变化。针对正规半日潮海域,通过对潮汐不对称的分解,对潮汐不对称在一个涨落潮过程中的产生及量化进行了探讨。研究认为,近岸潮汐一个涨落过程的历时随潮汐过程变化,在一个涨落潮过程中,近岸的潮汐不对称不仅来自于M2分潮及其倍潮或K1、O1和M2等满足一定频率关系的分潮波组合,M2分潮与任何分潮叠加均可能导致涨落潮过程的不对称及其类型的潮间转换。潮汐不对称的大小与所选分潮与M2分潮的相位、振幅之间的关系密切。给出的潮汐不对称分解方法在正规半日潮海域具有一定的适用性,能够将不同分潮对潮汐不对称的贡献进行分离。但对于相对振幅大于1/2的分潮,此分解方法尚需进一步研究。

杭州湾潮汐不对称数值模拟研究

本文利用ROMS三维模式模拟了长江口及浙江沿岸水域的潮汐状况,在与实测数据进行验证表明模拟结果可行的基础上,分析了四个主要分潮的传播特性,并着重分析了杭州湾内部的潮汐不对称特性及其可能成因,以及M_4倍潮对该不对称性的影响。本文选取杭州湾内部南、中、北不同位置的10个站点,统计对比了这些站点处大、小潮期间的涨落潮平均潮高、历时和流速,发现该处潮汐具有明显不对称性,主要表现为:高潮的日不等性大于低潮,尤其是大潮期间;涨潮历时小于落潮历时,且这种差异在北岸更明显;涨落潮流速则与空间位置有关,北岸涨潮流速大于落潮流速,涨潮流占优势,南岸则正好相反,中间海域两者较为接近。这样的不对称表现主要是由潮波运动过程中与地形相互作用形成的非线性过程引起的,如M_4倍潮的产生。研究还发现,M_4倍潮的产生使该处涨潮历时减少,落潮历时增加。