长江口北支河段潮汐不对称性分析

通过对长江口北支连兴港站逐时潮位序列和青龙港站高低潮位序列进行调和分析,从潮汐不对称性方面,寻求出适合描述长江口北支河口形态的参数:变形系数A、G以及振幅参数A2和相位参数P。根据资料所绘制的参数拟合曲线表明,青龙港站、连兴港站均为涨潮占优,且青龙港站潮汐不对称性强于连兴港站,这主要由于长江口北支断面从下游到上游不断缩窄,潮波变形加剧所致;长江口北支从下游连兴港站到上游青龙港站,两站涨潮占优的潮汐不对称性差异在年际变化上总体呈现加强趋势,其主要与青龙港站潮汐不对称性总体减弱、连兴港站基本保持不变有关;北支下泄径流量减少,一定程度上导致了青龙港涨潮优势特性的减弱。

河口地貌对潮汐不对称性影响的数值模拟研究

河口地貌形态对潮汐不对称性的产生和发展有着至关重要的作用。本文根据英国Humber河口数据建立了概化模型,研究了在同一纳潮量情况下,主槽断面形态、平面形态和河口收缩率对河口潮汐不对称性的影响。结果表明,较深的主槽能使相位差峰值出现较晚且峰值更大,从而影响局部区域的涨潮流强弱,主槽越浅,最大落潮流速越小,落潮所需历时越长,河口更倾向于涨潮主导,窄潮滩倾向于涨潮主导型,宽潮滩倾向于落潮主导型;平面形态沿程收缩且长度较长的河口涨潮主导型最强,此外,河口宽度沿程缩窄会加大主槽的余流流速,减小潮滩的余流流速;随着河口平面收缩率的增强,主槽的余流流速减小,潮滩余流流速增大,潮滩更倾向于涨潮主导。本文进一步丰富了河口地形地貌变化对潮汐不对称性影响的认识,可为河口区工程建设和管理维护提供科学依据。

甬江潮汐不对称性数值模拟研究

潮汐的不对称性是影响潮汐河口泥沙等物质净输移及河床演变的重要因素。以宁波市甬江河道为例,建立了以奉化江、姚江及甬江和口门外海区为整体的二维潮波数学模型,对甬江河道的潮汐进行了数值模拟。采用9个站点的月实测潮位数据对模型进行了验证,结果表明该模型能较准确地复演三江河道的潮汐过程及不对称性强度分布。通过潮位模拟结果的偏度计算及分析发现:甬江河道潮汐不对称性特征以涨潮占优为主;强度以姚江闸下及奉化江相对较大,甬江最小;甬江口门存在约4~6 km落潮占优区;月内大潮期不对称性明显,全河段均为涨潮占优;小潮期不对称性强度明显小于大潮,且甬江口门以上10 km左右存在一个明显的落潮占优区段。

乐清湾内外潮波变形及不对称性分析

海湾内外的潮波变形及其不对称性影响海湾内外动力输送和水体交换。利用乐清湾内外共9个测站连续潮位进行调和分析,得到该海湾内外各分潮变化规律,利用潮不对称性偏度计算方法确定湾内外潮汐不对称性时空变化特征,比较了主要分潮组合对潮汐不对称性的贡献度,通过数值研究探讨了湾内偏度比湾外偏度值更小的主要成因,分析了湾内外围垦工程对潮不对称偏度的影响。研究发现:乐清湾内潮汐不对称偏度值为负,表现为落潮占优,同期湾外洞头站偏度值为正,与邻近瓯江、飞云江河口的潮不对称偏度变大、表现涨潮占优的变化规律相反;湾外沿岸各站偏度由东北向西南逐渐增大,由落潮占优向涨潮占优变化;潮汐不对称性偏度呈周期性变化,分析确定M2-M4、M2-S2-MS4分潮组合对潮不对称贡献大,该海域潮汐不对称的强度主要由浅水分潮振幅控制,而相对相位则决定潮汐不对称的方向;数值研究探讨表明,湾内大范围的浅滩地形是其潮汐不对称落潮占优的主要原因,围垦将削弱湾内的落潮占优。

围填海工程对福建东山湾潮汐潮流动力特征的累积影响研究

近年来,福建东山湾内由于围海造陆等区域人类活动,使得湾内潮动力特征发生较为显著的变化。本文基于FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)海洋数值模式,构建了东山湾海域潮动力数学模型,并基于该模型分析了围海工程对海域潮动力的影响特征。研究结果表明:东山湾围海工程对整个海湾的急流时刻的影响主要集中在工程附近约5 km范围内,围海工程上下游附近区域流速显著降低,最大降低值约0.4 m/s,工程靠近海湾一侧区域流速增强,最大增加值约0.35 m/s。其次,东山湾围海工程造成湾内M2分潮振幅整体呈下降趋势,古雷围填海南侧附近下降最大为0.12 m。海域内潮汐不对称γ值显示,海湾内涨潮优势强于落潮,γ值从湾口向湾顶增大明显,湾口的γ值接近于0,湾顶附近海域可达0.54,表现出从湾口向湾顶潮汐的涨潮优势逐渐加强的特征。围海造陆工程造成附近北部区域涨潮优势增强,南部区域落潮优势增强。

淤长型泥质潮滩双凸形剖面形成机制

以江苏中部淤长型泥质潮滩为例,建立了基于过程的潮滩动力地貌演变数学模型,研究了在沿岸潮流作用、供沙充分情况下双凸形潮滩横剖面形成机制。在向岸方向,流速自潮下带至低潮位线附近急速减小,潮间带区域流速则缓慢减小,泥沙在流速急变区域迅速堆积形成上凸点。潮下带中部在小潮期的淤积量大于大潮期冲刷量,总体淤积率较高;加之潮间带中部较弱的落潮流不足以将其上风处底沙掀动并向海输运,导致落潮后期潮下带上部含沙量小、沉积率相对较低,最终在潮下带中部形成下凸点。随着滩面淤长抬升,上、下凸点位置逐步向高、低潮位线附近移动。与前人关于双凸形剖面形成机制的定性分析成果相比,尚有不一致之处,需通过现场观测等进一步探讨。

长江口北槽最大浑浊带泥沙过程

利用长江口北槽口内和口外大潮和小潮的流速、盐度和含沙量资料，对北槽最大浑浊带水动力、泥沙过程及成因机制进行了分析和研究。此外，还利用一维悬沙数学模型对北槽的悬沙过程进行了模拟。研究结果表明：在北槽口内，最大浑浊带形成的主要动力过程是潮汐的不对称性和河口重力环流。在北槽口外，最大浑浊带形成的主要动力过程则是河口底部泥沙的周期性再悬浮。在长江口北槽口内、口外最大浑浊带中，细颗粒泥沙的再悬浮过程也存在着一定的周期性。此外，由盐度、悬沙浓度层化引起的“层化抑制紊流”也是长江口北槽口内、口外最大浑浊带的成因机制之一。长江口北槽口内和口外水动力悬沙过程的差异性在一维数学模拟的结果中也得到了证实。