多島嶼深水彎曲航道三維潮流動(dòng)力特性研究.pdf

1、舟山螺頭水道位于舟山群島中部，介于大貓山、摘箬山島、大榭島、穿山半島之間，基本呈東西走向，西北部與金塘水道、冊(cè)子水道相連，東南部與普沈水道、福利門(mén)水道相連，長(zhǎng)約17km，寬約4.5 km，最窄處約1.6 km，水深介于35-116m之間，是寧波-舟山港核心港區(qū)重要航道，同時(shí)也是杭州灣與外海的主要潮汐通道之一。由于螺頭水道與冊(cè)子水道、佛渡門(mén)水道、清滋門(mén)、北水道、盤(pán)峙南、螺頭門(mén)等十幾條縱橫交錯(cuò)的水道相連，島嶼眾多，岸線復(fù)雜，地形變化劇烈，水

2、流三維流態(tài)不易掌握，使該深水彎曲航道潮流動(dòng)力特性與杭州灣及其浙江省其他海區(qū)有較大區(qū)別，因此研究該海域螺頭水道潮流動(dòng)力特性具有重要意義。
　　本研究首先基于冬、夏季船載ADCP、CTD剖面及定點(diǎn)底座ADCP、CTD對(duì)深水彎曲航道-螺頭水道進(jìn)行了2條航線和1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同步觀測(cè)，獲得了大潮、小潮時(shí)的流速、鹽度、溫度、潮位等數(shù)據(jù)資料;同時(shí)，建立了包括杭州灣、舟山群島、長(zhǎng)江口、部分東海海域的高分辨率、高精度三維潮流數(shù)值模型，以研究復(fù)雜岸線和地

3、形對(duì)螺頭水道三維潮流動(dòng)力特性的影響。
　　通過(guò)基于實(shí)測(cè)資料和數(shù)值模型來(lái)研究舟山螺頭水道三維潮流動(dòng)力特性，本文主要研究成果及結(jié)論如下：
　　第一，實(shí)測(cè)資料研究結(jié)果表明:無(wú)論大潮小潮在深水主航道的垂直方向上均存在溫度和鹽度梯度，水體存在一定的分層現(xiàn)象。由于科氏力與離心力的共同作用，漲潮時(shí)，強(qiáng)潮流速出現(xiàn)在螺頭水道北岸;落潮時(shí)，強(qiáng)潮流速出現(xiàn)在螺頭水道南岸，潮流受岸線的影響呈現(xiàn)非對(duì)稱性。漲潮時(shí)，進(jìn)入螺頭水道海域鹽水密度較大，底層潮流流

4、速大于表層潮流流速;落潮時(shí)，來(lái)自杭州灣水體密度較小，表層流速大于底層流速;鹽度、溫度的小波分析頻率為M2分潮頻率與更高頻率的組合，說(shuō)明鹽度、溫度可能受潮流、余流場(chǎng)及其他作用的影響。
　　第二，數(shù)值模擬研究結(jié)果表明:螺頭水道水深變化顯著和周?chē)毒€彎曲造成漲、落潮流通道不一致，漲潮時(shí)，螺頭水道北岸潮流占優(yōu)，落潮時(shí)，螺頭水道南岸潮流占優(yōu);垂向上流速分布不均，在底層，水流更多地被約束在螺頭水道深槽中，流速較小;在表層，潮流流速較大，且分布

5、更廣。通過(guò)對(duì)螺頭水道不同位置橫斷面流速分布圖進(jìn)行分析可知，在曲率較大航道橫斷面上，存在一定的斷面環(huán)流現(xiàn)象，由于此處岸線曲折，曲率較大，漲、落潮通道不一致和潮汐不對(duì)稱性使得橫斷面方向存在正壓梯度力，再加上科氏力作用造成橫向環(huán)流現(xiàn)象。
　　第三，舟山群島海域余流流速較大，且分布不均勻，而無(wú)島嶼區(qū)域余流流速相對(duì)較小，說(shuō)明島嶼、岸線、地形對(duì)潮波非線性變化的影響較大。螺頭水道海域的表、中、底層均存在一個(gè)較大的逆時(shí)針環(huán)余流現(xiàn)象;螺頭水道海域余