象山港水交換數(shù)值研究.pdf

1、海灣水交換是海洋環(huán)境科學(xué)研究的一個基本課題，水交換能力的強弱直接關(guān)系到海灣環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣。研究海灣水交換是研究海灣環(huán)境容量基礎(chǔ)，是合理部署近岸產(chǎn)業(yè)、控制和優(yōu)化沿岸排污的科學(xué)依據(jù)，是實現(xiàn)海灣環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的有力保證。
　　本文利用delft3D軟件中的Flow模塊，以溶解態(tài)的保守物質(zhì)作示蹤劑，在三維斜壓水動力模型的基礎(chǔ)上，建立對流—擴散型的海灣水交換數(shù)值模型模擬象山港水交換過程，研究象山港整體與外海之間水體交換特性。并對象山港進

2、行分區(qū)，采用水交換關(guān)聯(lián)矩陣法來研究各個區(qū)域之間的水交換情況。主要研究成果和結(jié)論有:
　　(1)象山港水交換速度的區(qū)域性變化較大。水體半交換時間自象山港口門向灣頂逐漸增加，西滬港內(nèi)水體半交換時間較西滬港口門附近水域長，平均滯留時間的空間分布態(tài)勢和半交換時間基本相同。象山港口門附近水域，水交換速度快，其半交換時間小于5天，平均滯留時間在15之內(nèi)。西滬港口門東側(cè)水體半交換時間為15～20天，平均滯留時間為25天。西滬港內(nèi)半交換時間和平均

3、滯留時間比口門外長約5天。烏沙山附近水體半交換時間為25天，平均滯留時間為30天。灣頂水交換速度緩慢，鐵港和黃墩港內(nèi)水體半交換時間在30～35左右，平均滯留時間約為35～40天。
　　(2)通過對比正壓和斜壓兩種水動力模式下的水交換情況可知斜壓動力對象山港狹灣內(nèi)段的水交換影響較大，重力環(huán)流、水體層化等使得水交換速度明顯加快。斜壓模式下狹灣內(nèi)段平均滯留時間和半交換時間較正壓模式下短1～4天。狹灣外段主要受平流和潮彌散的控制，斜壓動力

4、對其水體交換的影響較弱，兩種模式下平均滯留時間及半交換時間相差都很小。
　　(3)通過分析水交換矩陣可知，象山港中Ⅰ區(qū)與灣外水的水交換速度最快，模式運行15天時，交換率就達到85％。Ⅶ區(qū)與灣外水的水交換速度最慢，模式運行15天時，交換率約為10％;80天時，交換率約為90％。Ⅵ區(qū)（黃墩港）、Ⅲ區(qū)（西滬港）和Ⅶ區(qū)（鐵港）內(nèi)水體與外海水之間的水交換速度緩慢，但與區(qū)域外水體之間的交換速度要明顯快于其他幾個海區(qū)。Ⅵ區(qū)中水體與區(qū)域外水體交換