九龙江口_厦门港河口盐度锋面的特征

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九龙江河口区营养盐分布特征及其影响因素分析

九龙江河口区营养盐分布特征及其影响因素分析
Ab t a t s r c :Ba e nt e h soi a d t n h a af m f u u v y nt ew ts s o n r e a o f 0 9 a d2 l s d o h i rc l a a a dt e d t r t o o rs r e si h e e s n a d d vs s n o 2 0 n 00
( . h hr ntueo O engah f t eO e i d ii r in Xa e 6 0 5 C ia 1T eT i dIstt f caorp yo Sa ca cA mns a o , im n3 10 , hn ; i t n tt 2 C l g ca dE r ce cs i nU iesy, ime 60 5 C ia . oeeo O ena at S ine,Xa nvri Xa n3 10 , hn ) l f n h me t
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H A U NGHa nn L NC i J We d n S NXi- u, I i ig, I a — ,I i o g, U — uw LUYa g, EQig, n H n
C HE Ba - o g .L N Hu N oh n I i ,
第 3 卷 第 3期 1 21 0 2年 6月




Vo _3 . No l 1 .3
MAR NE S Ⅱ C B L TI l C E UL E N
Jn 0 2 u .2 1
九龙江河 口区营养盐分布特征及其 影响 因素分析
黄海宁 ,林彩 l,暨卫东 ' 2 ,孙秀武 ,刘洋 ,贺青 ,陈宝红 t ,林辉

珠江河口潮汐及盐度特性的数值类比分析

珠江河口潮汐及盐度特性的数值类比分析


上,源項是因變數的函數;式中: u 、 v 爲 ζ 、
η 方向流速分量; H 爲水深; ϕ 分別代表 ζ 、 η 方向流速分量 u 、 v 和含沙量 S ;
係 數 Cζ 、
Cη =

爲正交曲線坐標系中的拉梅係數, , ζ2

x η2 + y η2
382
門是西江主要泄洪口門,年徑流量及分流比最大,而平均潮差 0.86m 則是八口中 最小的,其徑潮比 5.78,又是八口之冠,故把磨刀門稱之爲徑流型河口。其他五 個口門也偏向屬於徑流型河口。 珠江河口的潮汐爲不正規半日混合潮型,一天中有兩張兩落,半個月中大潮 汛和小潮汛,歷時各三天,其他日子爲尋常潮。此外,還有一年以上的長周期的 變化。潮位升降與潮流進退頗有規律、周而復始。河口區的潮汐運動受上游來水、 地形及邊界條件等制約或影響,則變得比較複雜。網河區幾乎全年受潮汐入侵的 影響,洪汛時期因大量徑流下壓的緣故,使網河區頂部河道潮汐影響變得十分輕 微甚至消失,但口門附近仍受潮汐影響,從網河區總體而言,洪水期是徑強潮弱。 枯水期徑流銳減,潮汐動力得以加強並控制網河區,呈現潮強徑弱局面。研究表 明:河川徑流與海洋潮汐在網河區具有互相對立、互爲依存、此消彼長的特點。 2.潮位特性 限於篇幅,圖 1 僅給出了珠江三角洲洪水期日平均水位等值線。由圖可知, 洪水期珠江八大口門同一時刻等潮位線並不都在口門附近區域,由於崖門和獅子 洋均 是潮汐動力爲主,因而 0m 等潮位線 在口門以內,獅子洋 1m 等潮位線到 了廣州大石、番禺等地(離大虎站約 30km);相反,以徑流動力爲主的磨 刀門水道 0m 等潮位線在口門外,1m 等潮位線僅到竹排沙(離燈籠山 2km)。 由此可見,珠江流域西、北江在 三水、馬口交彙後,其洪水等深線由 最初的近直線逐漸變爲微彎曲線,最 後發展到彎曲度很大的曲線。呈現出 東、西兩側洪水推進慢、中部尤其時 磨刀門水道洪水推進快的特點。其原 因主要是黃茅海(崖門)、獅子洋 (虎門)受潮汐頂托作用, 潮位在口

九龙江河口洪水期悬沙及冲於变化的数值模拟

九龙江河口洪水期悬沙及冲於变化的数值模拟

九龙江河口洪水期悬沙及冲於变化的数值模拟郭民权;江毓武【摘要】利用ROMS(Regional ocean modeling system)建立了九龙江河口区三维水动力与泥沙输运数值计算模式.模式模拟了九龙江河口区在洪水期间的悬沙浓度变化过程,将模拟结果和实测资料进行比较,两者吻合较好.在此基础上,对河口区在洪水期间各潮时的悬沙浓度变化以及洪水造成的冲於情况进行分析.结果表明:洪水期九龙江河口区的泥沙浓度受潮汐和上游来沙的共同影响,表现出较强的规律性;低潮时,在鸡屿断面附近存在表层泥沙浓度大于底层泥沙浓度的过程,该过程持续1 h左右;一个洪水过程泥沙在九龙江口的淤积厚度可达2~3 cm.【期刊名称】《厦门大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(049)005【总页数】6页(P688-693)【关键词】九龙江;河口区;ROMS;悬沙;洪水过程【作者】郭民权;江毓武【作者单位】近海海洋环境科学国家重点实验室(厦门大学),福建,厦门,361005;近海海洋环境科学国家重点实验室(厦门大学),福建,厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】X145九龙江是福建省第二大河,为山区性河流,径流量受降水影响.洪水主要由暴雨、台风降雨造成,具有明显的季节性特点,洪水、枯水期流量变化大.泥沙主要在洪水期下泄,全年输沙量几乎决定于几次洪峰.北溪浦南站和西溪郑店站的观测数据显示[1],九龙江北溪和西溪入海径流量(20世纪50—70年代)的多年平均值分别为8.27×109和3.70×109m3,年平均含沙量分别为0.206和0.210 kg/m3.根据国家海洋局2001年的厦门湾气象水文泥沙分析报告①国家海洋局厦门海洋工程勘察设计中心.厦门湾气象水文泥沙分析报告.厦门,2001.,多年统计显示:对九龙江流域影响较大的热带气旋和台风平均每年达到6~7个,由此造成的洪水泄沙成为九龙江河口输沙的主要来源,2000年西溪、北溪合计输沙量为4.77× 106t.以往的观测表明,九龙江的水流运动和水体含沙量沿入海方向呈有规律的变化,悬浮泥沙的分布和水流运动呈现明显的相关性[2].蔡锋等在大量观测的基础上,认为自20世纪60年代九龙江河口上方相继建闸截水以来,河口湾的潮流作用得到加强,使悬移质泥沙运动呈现较强的规律性,表现为洪出枯进、上出下进、南出北进的特点[3].此外,一些学者对厦门湾的泥沙数值模拟的参数优化[4]等也进行了研究.本文尝试运用ROMS(Regionaloceanmodelingsystem)[5]模式建立九龙江河口区的泥沙输运模型,期望通过数值实验能够进一步了解九龙江河口区的泥沙输运规律,为九龙江河口区的有效开发、利用提供参考.本文采用的ROMS模型是近年来发展迅速的海洋原始方程模型,在科学界有着广泛的应用[6-8].模式在水平方向采用曲线正交的坐标系,垂向采用地形拟合的s坐标[9],在时间算法上采用时间分裂技术,对内、外模态独立求解.模型可以采用并行计算,计算效率得到很大提高.同时模型扩展了很多前处理、后处理以及分析和可视化工具.ROMS的泥沙输运模块包含粘性沙和非粘性沙的输运过程,由于粘性沙运动机理的研究尚不完善,ROMS中暂时未予考虑粘性力的作用.在模式中可以定义的泥沙种类在数量上不受限制,每一种泥沙需要定义它的粒径、密度、沉降速率、侵蚀临界应力、侵蚀常数等.同时需要初始化河床底沙的特性,这包括底沙的层数、每层的厚度、空隙度、以及各种泥沙的分配比例;每一种泥沙的输运可以是悬浮输运也可以是底部推移,前者是底层水体和河床表层泥沙的垂向交换过程,后者是河床表层泥沙的水平推移过程.ROMS中的悬沙输运模块可以表示为其中u,v和Ω分别表示水平方向(x和y)和垂向(s方向)某一层的流速;Hz是计算层的厚度;x,y是水平坐标系,s是垂向地形拟合坐标,坐标以及方程的转化过程可以参见文献[9];c′w′表示湍流扩散引起的泥沙在垂向上的平均通量;vθ表示泥沙垂向扩散系数,c代表泥沙浓度,csource表示泥沙的源汇项.对于悬沙,需要考虑悬沙的沉降过程(汇)以及河床泥沙的再悬浮过程(源),源汇项表示为其中ws,m表示泥沙的沉降速度,Es,m表示底部的侵蚀通量,cm表示泥沙浓度,m表示不同的泥沙种类.侵蚀通量通过Ariathurai和Arulananda的参数化方法实现[10],其中 E0,m是河床侵蚀强度(kg/(m2·s)),φ是表层泥沙的孔隙度τ,sf和τce,m分别表示床面剪切应力以及临界侵蚀应力.同时模型还考虑了泥沙浓度对水动力的影响,考虑泥沙浓度以后水体的密度为其中ρwater表示水体的密度,它是温度、盐度和压强的函数,Nsed表示所定义的泥沙种类,ρs,m和cm分别表示第m种泥沙的密度和浓度.本研究的计算区域和关注区域见图1.本次水文泥沙观测共设28个站点,图1是部分观测站点.观测时间从2000年7月18日12时—19日14时(大潮时),每小时观测一次.其中6#~9#站点组成海沧—海门岛断面;10#~14#站点组成鸡屿断面;19#~22#组成胡里山—南炮台断面.受热带低气压的影响,观测期间九龙江流域恰好出现一次强降雨天气过程,上游桥闸的下泄流量在 1 200 m3/s以上.观测记录及数据整理参见厦门湾气象水文泥沙分析报告.模型首先模拟了该次洪水期间九龙江河口区的泥沙变化情况并进行泥沙浓度的验证,然后对洪水期间泥沙浓度在河口区的变化过程以及河口区的泥沙淤积情况进行分析.本模型计算区域西起九龙江河口,东至台湾岛.采用曲线正交网格进行计算,这样可以在不提高计算成本的同时提高关注区域的分辨率及扩大模型区域.图1是模型的计算区域以及网格划分情况.整个区域分成200×200网格单元(图中1个大网格内含10个小网格),九龙江河口区域的网格距在180~250m左右.模型在垂向上分为16层.模型采用的内模态时间步长为30 s,外模态为6 s.在九龙江河口加入相应月份九龙江的流量以及含沙量,由于本文主要关注多年平均状况下洪水期间的悬沙过程,九龙江的流量取7月份的多年平均值,约700m3/s,河口来沙质量浓度取0.42 kg/m3.验证期间九龙江河口采用的流量和泥沙量见厦门湾气象水文泥沙分析报告.东边界的潮位由全球大洋潮波模式[11]的输出结果插值得到,使用大洋温、盐[12]作为控制边界条件.海表使用多年月平均风应力作为上边界条件.考虑到目前多数泥沙模式都采用单颗粒模型,泥沙参数的选取也多采用经验性的方法得到,并能够得到较好的结果[13].本文作为ROMS泥沙输运模块的初步尝试,也进行简化,仅考虑单颗粒泥沙模式.海水中细颗粒泥沙的沉降速率决定于其絮凝当量的大小[14],这样的当量粒径约为0.015~0.030mm,其相应的沉降速率为0.1~0.6mm/s.在本次水文泥沙调查期间,受上游来沙的影响,悬沙粒径较细(0.001~0.01mm),本文在多次试验对比的基础上取 0.1 mm/s.临界冲刷应力取0.3N/m2,底沙的孔隙率取0.85,侵蚀常数取3.0×10-4kg/(m2·s),底部泥沙厚度为1m,底摩擦系数取0.001.模型计算时间从2000年6月1日—7月21日,共计50d.其中将最后7d的海底泥沙厚度变化(对应于大潮前后),作为海底冲於分析的参考.本模型采用上述网格、边界条件对九龙江河口区的悬沙输运过程进行了模拟,并将计算结果与观测资料进行对比.站点选取位置见图1.图2为8#站点0.2H层(H为观测点的水深)、0.8H层的泥沙浓度验证曲线,模型基本能反映出泥沙浓度随时间的变化过程.图3为鸡屿断面各站点(10#~14#站点)在低潮时刻的垂向泥沙浓度分布,可以看到此时出现表层泥沙浓度大于中底层泥沙浓度的现象,模型也基本能够反映这种垂向结构.实际上在鸡屿断面的10#~14#站点,在低潮及其后1 h均出现表层泥沙浓度大于中底层泥沙浓度的现象(详见厦门湾气象水文泥沙分析报告),这是以前文献中未曾提过的现象.本文对悬沙场的平面分布和垂向分布进行了分析,选取的过程对应洪水期大潮期间的情形.图4是高潮及落急时刻河口区表底层的泥沙浓度分布图,其中表层是指在海表以下0.5m处,底层是指海底上部0.5m处.模型表明,九龙江河口区的泥沙浓度随潮流运动呈现出较大的变化,说明河口区受潮汐的作用比较强烈.高潮时刻(图4a,b),外海水进入河口区,使河口区的泥沙浓度明显降低.而靠近九龙江口的区域受上游来沙的影响较大,泥沙浓度较高;在河口区,泥沙浓度从西向东逐渐减小.此时,在海沧—海门岛断面处表层泥沙质量浓度约为0.01 kg/m3,而同一位置底部的泥沙质量浓度(图4b)在0.04 kg/m3以上.这可能是由于河口区水深较浅,上游悬浮泥沙在该处大量沉降引起的.落急时刻(图4c),九龙江低密度、高含沙淡水对河口区的控制力增强,在表层0.02kg/m3的泥沙质量浓度等值线由海门岛移动到鸡屿附近.在底部由于流速较大,在南侧的深槽区(图4d)泥沙质量浓度普遍在0.1kg/m3以上.受地形及流场的作用,泥沙质量浓度等值线由西北向东南凸出.低潮时(图略),河口区受九龙江来沙的影响最大,此时河口区出现泥沙浓度的高值;在表层,0.05 kg/m3泥沙质量浓度等值线达到胡里山—南炮台断面,而底部0.05kg/m3的泥沙质量浓度等值线只达到屿仔尾—嵩屿断面,出现表层泥沙浓度大于底层泥沙浓度的现象.这主要是由于九龙江冲淡水的影响,表层海水的密度比底部海水的密度小,淡水中未沉降的泥沙悬浮在高密度的海水之上并流向外海.实测站位中的鸡屿断面各站点均出现这个过程(图3),该现象持续1h左右.涨潮时(图略),外海海水进入河口区,河口区泥沙浓度逐渐降低,0.05 kg/m3的泥沙质量浓度等值线在表层退到海沧—海门岛断面,底部则退至鸡屿断面.为进一步了解洪水期河口区的泥沙浓度垂向分布,本文选取了河口区的一个断面AB 进行分析,断面位置见图1.图5是断面AB在4个潮时的泥沙浓度分布图.图中横坐标表示断面 AB上的点与A点的距离.可以看出,落急时刻(图5a),受底部冲刷以及上游来沙的共同影响,垂向上泥沙浓度分布比较均匀,且从河口到外海存在明显的梯度,总的泥沙浓度也比较大.低潮时刻(图5b),整个断面AB的泥沙浓度达到最高,此时河口区受上游来沙的影响,在鸡屿断面附近出现表层泥沙浓度比底部泥沙浓度高的现象,表层的泥沙质量浓度在0.2 kg/m3以上,而底部泥沙质量浓度则在0.1 kg/m3左右.实测资料也表明,在鸡屿断面(距离A点约6km处,10#~14#站点)低潮及其后1 h均出现表层泥沙浓度大于中底层泥沙浓度的现象.对于这种现象的出现,本文认为:是由于该期间处于落潮憩流阶段,底部流速小,泥沙悬浮量较小;而在表层,由于河口冲淡水的作用,流速较大,并携带大量未沉降的泥沙,从而造成了表层泥沙浓度大于底层泥沙浓度的现象.涨急时刻(图5c),高密度的海水从外海进入河口区.底部由于剪切应力较大,泥沙浓度较高,而表层由于河口来沙,泥沙浓度也较高.此时中层泥沙的浓度出现低值.高潮时(图5d),整个断面 AB的泥沙浓度较小,泥沙浓度在垂向上有明显的分层,表现为底部泥沙浓度高、上部泥沙浓度低.一般来讲,在洪水期,涨潮时和落潮时的等值线分布有明显的区别,涨潮时(图5c)等值线与地形平行,落潮时(图5a)的等值线形状趋于直立,这和文献[1]的观测结果一致.总的来说,河口区的泥沙浓度分布会随着潮流的运动而呈现出周期性的变化.河口区泥沙浓度的变化是外海低浓度泥沙、高密度海水和九龙江高浓度泥沙、低密度淡水综合作用的结果.本文进一步分析了九龙江河口区的冲於变化.模型选取一个洪水过程(7d)作为分析时段,该时段对应于大潮前后.图6是模拟区域在该期间的泥沙淤积厚度等值线图.从图上我们可以看到,在海门岛以北,鸡屿以西的浅滩处存在较强的淤积,一次洪水过程的淤积厚度达到了2~3 cm.这和蔡爱智等的大量观测也相符[15].而在嵩鼓水道的鼓浪屿—猴屿以及海沧—鼓浪屿断面淤积厚度也在1~2cm的水平.在出河口(海门岛西北侧)、潮流主轴线上(鸡屿南侧)由于流速较大,存在较强的冲刷作用.本文利用ROMS模式建立了九龙江河口水动力泥沙三维数值模型,模型采用地形拟合坐标系,垂向分为16层.利用2000年7月份的泥沙实测资料对模型悬沙浓度进行验证,验证结果表明模型的计算结果与实测值吻合较好.在此基础上,本文对洪水期河口区的泥沙及冲於情况进行了分析,分析表明模型能够较好地模拟出河口区的悬沙变化过程,主要结论有两点:1)低潮时,在鸡屿断面附近出现表层泥沙浓度大于底层泥沙浓度的过程,实测和模型均表明,该过程持续1 h左右,出现该现象可能与落潮憩流有关;2)一次洪水过程在河口区域的平均淤积厚度在2~3 cm,而在鸡屿南侧的深槽区等流速较大的区域,保持较强的冲刷状态.模型可以为九龙江的工程(如港口,桥梁)建设提供参考.【相关文献】[1] 福建省海岸带和海涂资源综合调查领导小组办公室.福建省海岸带和海涂资源综合调查报告[R].北京:海洋出版社,1990.[2] 王元领,陈坚,曾志,等.九龙江河口湾高浓度悬沙水体的分布与扩散特征[J].台湾海峡,2005,24(3):383-394.[3] 蔡锋,黄敏芬.九龙江河口湾泥沙运移特点与沉积动力机制[J].台湾海峡,1999,18(4):418-424.[4] 张福星.港湾三维有限元并行模型的水动力及泥沙数值模拟[D].厦门:厦门大学,2008.[5] Shchepetkin A F,Mcwilliams JC.The regionaloceanic modeling system(ROMS):a split-explicit,free-surface, topography-following-coordinateoceanicmodel[J].Ocean Modelling,2005,9(4):347-404.[6] HaidvogelDB,Arango H G,Hedstrom K,etal.Model evaluationexperimentsin theNorthAtlanticBasin:simulationsin nonlinear terrain-following 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九龙江河口区三维盐度数值计算及分析

九龙江河口区三维盐度数值计算及分析

E O 3 4 型等 . 过几 年的应 用和 发展 , C M D_模 通 现在 E O 3 C M D模式 又 发 展成 一 个较 为 成熟 的集 海 浪 和沉 积 输
运为一 体的浅海 三维水 动力模式 —— E O E . C Ms D 该模 型 比较 成熟 , 具有 先进 的建模 技术 . 本 文着重介 绍 E O E C MS D的物质输 运模 型在九龙 江河 口区 的盐度模 拟情况 .
E O E 中的物质输 运模块 , C MS D 模拟 了九龙 江河 1 区的 盐度 随 着潮 流运动 的 变化过程 ; 型 采 用河 3 模 3 1区丰水期 实测水 文 资料进 行验 证 , 算和分 析 了河 口区水平 以及 垂 直断 面的盐度分布 情况 , 计 分析 表 明 , 口区的盐度 分布 受潮流 运动及 九龙’ 河 江淡水共 同作 用 , 明 显的 潮周 期特 征 , 有 落潮 时在 河 口 区表层 以九龙 江淡水 为主 , 海 高盐 水 占据底 层 区域 ; 外 而在 涨潮 时垂 向混合较 强 , 表底分 层不 明显.
张 福 星 , 建 伟 崔 培 江毓 武 林 , ,
( . 门大 学 近 海 海 洋 环境 科 学 国家 重 点 实 验 室 、 境 科 学 研究 中心 , 1厦 环
福建 厦门 3 10 ;. 60 5 2 福建省水产研究所 , 福建 厦 门 3 1 1 ) 6 02
摘要: 本文利 用 E O E C MS D模 式 建 立 了一 个 九 龙 江 河 口 区水 动 力及 盐 度 的 三 维 数 值 模 型 . 用 利
第2 7卷
第 4期 No 4 I2 .
20 0 8年 1 1月
J OURN E OGI . HY I AI AL OF OC AN  ̄ P N T WAN T AI S R T

九龙江河口区滩槽演变及招银港区航道稳定性分析

九龙江河口区滩槽演变及招银港区航道稳定性分析

Ri ep o ou ino iln ja gEsu r go n h n e l f ・o l Ev lt f uo gin t a yRe ina d C a n l o J
S a i t a y i fZh o i r o rAr a t b l y An l ss o a y n Ha b u e i
l y i co e y b u d u i h o n t r s n n h i e d n mi o d t n Ac o d n o t e f au e o i s l s l o n p w t t e c mi g wae , a d a d t e t y a c c n i o . c r i g t h e t r f t h d i
进 入 厦 门湾河 口区 。 九龙 江 为 山区性 河流 , 流量受 径
降水 影 响 , 水 主要 由暴 雨 、 洪 台风 降 雨 造成 , 具有 明 显 的季 节 性特 点 , 洪枯 流 量变 幅很 大 。年 内 4 9月 ~ 为洪 季 ,0月~ 年 3月为枯 水 期 。5 9月 连续 5个 1 翌 - 月 的径 流量 , 占全 年径 流 量 的 6 %。 约 9 九龙 江来 沙量 和来 水 过程 基 本一 致 , 泥沙 主要 在洪 季下 泄 , 枯季 基
t e f wi g d n mi sa l a l p s u v y s e t o a io , h e b d e ou in f rt e e t a y r go a i o n y a c swel sa l a ts r e h e sc mp rs n t e s a e v l t o h su r e i n w s d l o a ay e n o d rt r d c e e o u i n te d o e s a e n e s i t ft e c a n 1 n l z d i r e o p e it h v l t r n ft e b d a d t t l y o h n e . t o h h b a i h

九龙江流域水文特性

九龙江流域水文特性

表1 九龙江流域代表站多年平均雨量年内分配单位:mm站名月份123456789101112年降水量汛期降水量龙门5512108179189132662991742101245413401440193912126119白沙521596121651622602541311711075114351737152218108512麦园511194141661772532471241751125715361636152916108715漳平5213961116418161112441323316135161701212012531037113714150517106510浦南4018871312113149142201526210191102221016114481630162914156413120613长泰4312881311915146162041626417194172211116210491234163113155918119318船场4211901312810153112291827613233152801722319551641113319178813139713平和4411891612719162132341128019208132641819213571036143510173217134217龙山4310941113616160132331229715235152691423218501637183413182511142817郑店4114861111917147162181726613206172431117917571434143111163212126210石码3611711810212163161791924212155181971113416401630163014138419107312收稿日期九龙江流域水文特性黄秀琴(漳州水文水资源勘测分局,福建漳州 363000)摘要:该文在统计了大量实测水文资料的基础上,分析了九龙江流域的降水、径流年内变化及分布规律,以及暴雨洪水特性,供参考。

厦门的气候特点有哪些

厦门的气候特点有哪些

厦门的气候特点有哪些厦门的气候特点有哪些21世纪厦门逐渐成为现代化国际性港口风景旅游城市,拥有第一批国家5A级旅游景区——鼓浪屿。

下面是店铺给大家整理的厦门的气候特点简介,希望能帮到大家!厦门的气候特点厦门属亚热带气候,温和多雨,年平均气温在21℃左右,夏无酷暑,冬无严寒。

年平均降雨量在1200毫米左右,每年5至8月份雨量最多,风力一般3至4级,常向主导风力为东北风。

由于太平洋温差气流的关系,每年平均受4至5次台风的影响,且多集中在7至9月份。

厦门的地理环境位置境域厦门市位于北纬24°23'~24°54'、东经117°53'~118°26',在中国东南沿海,福建省南部,与漳州、泉州相连,地处闽南金三角中部。

厦门市由厦门本岛、鼓浪屿及其众多小岛屿和同安、集美、海沧、翔安等组成,陆地面积有1699.39平方公里,海域面积有300多平方公里。

其中厦门岛面积约为132.5平方公里,是福建省的第四大岛屿,全岛海岸线约为234公里。

厦门市地处中国东南沿海——福建省东南部、九龙江入海处,背靠漳州、泉州平原,濒临台湾海峡,整个海岸线蜿蜒曲折,全长234公里,港阔水深,终年不冻,是条件优越海峡性的天然良港,有史以来就是中国东南沿海对外贸易的重要口岸。

厦门港拥有多个港区和生产性泊位,已跻身国内大型一类港、世界集装箱大港15强之列。

地形地貌厦门地形以滨海平原、台地和丘陵为主。

厦门地势由西北向东南倾斜,地势地貌构成类型多样,有中山、低山、高丘、低丘、台地、平原、滩涂等。

西北部多中低山,其中位于同安与安溪交界处的云顶山海拔1175.2米,为全市最高的山峰。

从西北往东南,依次分布着高丘、低丘、阶地、海积平原和滩涂,南面是厦门岛和鼓浪屿。

云顶山为厦门市最高峰,云顶岩为厦门岛最高峰,日光岩为鼓浪屿最高峰。

厦门海域包括厦门港、外港区、马銮湾、同安湾、九龙江河口区和东侧水道。

九龙江口-厦门湾表层盐度分布特征及其与潮汐的关系

九龙江口-厦门湾表层盐度分布特征及其与潮汐的关系

九龙江口-厦门湾表层盐度分布特征及其与潮汐的关系刘广平;胡建宇;陈照章;邳青岭【期刊名称】《厦门大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2008(047)005【摘要】根据2006~2007年九龙江口-厦门湾海域5个航次的调查结果,分析该海域表层盐度的分布特征及其随潮时的变化.结果表明:河口区,表层盐度分布随潮变化;因受外海高盐水和九龙江冲淡水影响的不同,高潮前1~2 h,河口海域表层盐度北部随时间降低,而南部则随时间略有升高;厦门湾海域存在明显的冲淡水锋面,其位置及强度也随潮变化.【总页数】4页(P710-713)【作者】刘广平;胡建宇;陈照章;邳青岭【作者单位】厦门大学海洋与环境学院,亚热带海洋研究所,福建厦门,361005;厦门大学海洋与环境学院,亚热带海洋研究所,福建厦门,361005;近海海洋环境科学国家重点实验室(厦门大学),福建厦门,361005;近海海洋环境科学国家重点实验室(厦门大学),福建厦门,361005;厦门大学海洋与环境学院,亚热带海洋研究所,福建厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】P731.1【相关文献】1.九龙江口一厦门湾海域表层沉积物粒度分布特征及其动力响应 [J], 左书华;韩志远;赵洪波;杨华2.九龙江口湿地表层沉积物氮的形态分布特征 [J], 潘齐坤;罗专溪;邱昭政;颜昌宙3.福建九龙江口水体的pH、碱度与盐度、相对电导率的关系及pH计算值 [J], 顾德宇4.九龙江口表层水盐度和悬沙浓度时空分布特征分析 [J], 林桂权;潘大东;林永崇;任旭东;张良荟;梁静怡;黄超毅5.九龙江口表层水盐度和悬沙浓度时空分布特征分析 [J], 林桂权;潘大东;林永崇;任旭东;张良荟;梁静怡;黄超毅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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第19卷 第1期台 湾 海 峡 Vol.19, No.1 2000年3月JOURNAL OF OCEANOGRAPHY IN TAIWAN S TRAIT Mar.,2000九龙江口2厦门港河口盐度锋面的特征Ξ王伟强 张远辉 黄自强(国家海洋局第三海洋研究所,厦门,361005)摘 要 本文着重研究九龙江口2厦门港冬季小潮实测的各潮时盐度锋面,发现其具有锋面宽度窄、盐度梯度很大,平面上等盐线大致成西北2东南走向、横断面上则较多呈向南向下倾斜的特征,其锋面盐度在15~27之间,锋面宽度约在2.6~4.3km之间,盐度梯度在2.1~2.6km-1之间;但盐度锋面区的位置、宽度和盐度梯度随潮位、水深的变化而变化。

落急时各层盐度锋面都在象鼻嘴与屿仔尾连线以西,并随水深的增加不断向西推移,退潮时九龙江冲淡水与西港海水的交汇处存在“退潮流锋面”,其上辐聚作用强烈,使海表漂浮物聚集在等盐线约为25.5之处形成“流隔线”现象;在两个横断面上,盐度由南向北、由上至下逐渐升高,锋面由断面的中部表层向南部底层倾斜,表明低盐的九龙江冲淡水主要沿南岸上层向外港运移。

在涨急时,除表层盐度分布较为特殊外,中、底层的盐度分布与落急时相应层次的相似,表明本河口区普通存在“盐楔”现象。

关键词 河口区 锋面 盐度梯度 流隔线 盐楔中国图书分类号 P731112河口锋面是河、海水之间强烈混合的狭窄过渡带,在这过渡带中,海洋动力及海水的理化特性都有别于其两边,对河口区流场变化、物质的迁移及沉积过程、离子的吸附和解吸过程以及生态过程都有着重要影响[1],因此日益受到人们的关注。

本文所指河口区主要包括九龙江河口区和湾口区两部分,是东西全长约21km,南北平均宽约6.5km,西宽(约9km)东窄(约3.5km)、总纳水量约为7.512×108m3[2,3]的狭长海湾。

九龙江是福建省第二大河流,流域面积约为11909km2,年径流量约为117.46×108m3,经湾西部的两个口(其中主要是南口)汇入河口区内,产生河水和海水交汇的冲淡水锋面;河口区的东北部则有长约14km、面积为52km2、纳潮量约为2.87×108m3[4]、水体成份主要为海水及少量城市生活污水的厦门西港区,其海水经厦2鼓及嵩2鼓海峡进出于河口区,因此本河口区水文状况、温盐结构及化学要素的分布都较为复杂,但仍主要受正规半日潮的控制。

由于上述原因,本河口区河口锋面特征也有别于其它河口区。

本文以“厦门港河口锋面与物质交换过程研究”基金项目所获得的冬季航次资料及有关历史资料,分析研究本河口区盐度锋面的特征。

1 资料获取1.1 调查方法Ξ国家自然科学基金资助项目49476290号. 王伟强,男,1942年10月出生,副研究员.本文于1998年11月19日收到.于1997年12月24日(农历11月25日)小潮期间,以3船准同步的方式,在落急和涨急前后各1h 内,对图1中的31个测站进行2次观测,其中1至21号站为只作表层取样的大面观测站,用一条船完成,22~26及27~31号站为表、中、底3层取样的断面观测站,由2条船完成(加测低平潮前后各1次/h )。

用于营养盐分析的水样都在船上即时过滤并冰冻保存,全部样品都于次日分析完毕(营养盐观测结果另文阐述)。

图1 九龙江口2厦门港河口锋面调查研究站位的分布Fig.1 Distribution of survey stations of salinity front in Jiulongjiang Estuary 2Xiamen Harbour1.2 分析方法水样分析工作严格按照中国标准出版社1991年版《海洋调查规范》(G B12763.4291规定的方法和分析步骤进行)。

1.3 历史资料利用1980~1981年“厦门港海洋环境综合调查”[5]获得的冬季3航次资料。

2 结果与讨论2.1 落急时的盐度锋面特征表1和图2为本河口区落急时各层盐度锋面特征值和分布图。

由表1可知,本河口区锋面盐度梯度较杭州湾的[6]大得多,图1表明,落急时各层盐度都从河口(尤其是南口)向外迅速递增,等值线都大致呈西北2东南走向,各水层均有明显的盐度锋面存在,但各水层的盐度梯度、锋面位置等则有明显的差异。

图2 落急时盐度的分布Fig.2 Distribution of salinity at ebb fast tide・38・ 1期 王伟强等:九龙江口2厦门港河口盐度锋面的特征 在表层,盐度从河口附近小于9.7增至湾口的28.2,等盐线则由西北2东南走向逐渐转变为西偏北向东走向,并在湾口向南偏转,明显地反映出九龙江冲淡水受西港海水的冲击挤压,而主要沿本港南岸向湾口运移的状况[2,3,5];在海门岛以西,盐度较低,等盐线较稀少;海门岛东至象鼻嘴西南约4.3km 的范围内,盐度由15增至25,盐度为20的等值线穿越鸡屿,等盐线密集,盐度梯度大(2.3km -1,表1),是河、海水激烈混合区,也是本河口区冬季小潮落急时表层的明显盐度锋面区。

退潮时九龙江冲淡水与西港海水的交汇处,虽然盐度梯度远比盐度锋面区的小,但由于来自河口区和西港区的流速和方向不同的两股退潮流在此相遇和顶托[3],产生一个很狭隘的带状“退潮流锋面”,此锋面上的辐聚作用强烈,使表层海水中的漂浮物聚集在盐度约为25.5的等盐线附近,形成退潮过程中的“流隔线”的现象;值得注意的是,此交汇处的“流隔线”之走向和位置与1982年5月5日大潮时进行的“厦门港漂浮浮子跟踪试验”观测结果及本项目的“潮流场计算结果”和“水质点拉氏运动数值摸似”结果十分接近[7],也与我们1997年各季度月大、小潮退潮时的现场目视观测结果一致,这表明无论哪个季节,无论是大潮小潮,退潮时冲淡水与厦门西港海水交汇处都有“退潮流锋面”存在,此锋面上的辐聚作用强烈,表层都产生“流隔线”现象,尽管“流隔线”的位置会随着大、小潮及退潮潮时而不断有所变化。

表1 落急时锋面盐度特征值Tab.1 Features value of salinity at ebb fast tide 层 次表层中层底层锋面盐度15~2516~2417~25锋面宽度(km )4.3 3.9 3.2盐度梯度(km -1) 2.3 2.1 2.5 注:盐度梯度>2.0盐度锋面区.中层盐度普遍较表层的高,盐度升至12.9~29.2之间,分布趋势与表层的大致相似,但鸡屿以东,盐度高、等盐线稀少,基本上仍为西港海水和港外海所占据;盐度锋面区已西移至鸡屿至海门岛之间约3.9km 的范围内,锋面区内盐度16~24,梯度变为 2.1km -1,等值线为西北2东南走向。

底层的盐度在15.5~30.1之间,普遍较表、中层升高,盐度为20的等盐线西移至海门岛东侧,盐度锋面区进一步向西偏移,锋面区的宽度缩小至约3.2km ,盐度17~25,梯度2.5km -1等盐线走向也与表、中层的有所不同,由西至东逐渐由西北2东南走向转变为北2南走向;鸡屿以东为西港和港外海水占据,九龙江冲淡水仅影响至鸡屿以西。

从上述分析可知,在落急时,九龙江冲淡水对本河口区表层西部和南部海域盐度分布的影响大,并随水深的增加而逐渐减小,河、海水激烈混合的锋面区随水深的增加而逐渐向西迁移,表明在垂直方向存在着“盐楔”现象,九龙江冲淡水主要沿近上层及南岸向外运移;在冲淡水与西港水交汇处辐聚作用强烈,表层形成“流隔线”现象。

表2 涨急时锋面盐度特征值Tab.2 Features value of salinity at flood fast tide 层 次表 层锋 面主次中层底层锋面盐度22~278~1718~2718~27锋面宽度(km )2.2 4.33.9 3.8盐度梯度(km -1)2.3 2.1 2.3 2.6 注:盐度梯度>2.0km -1为盐度锋面区.2.2 涨急时的盐度锋面特征表2和图3为本河口区涨急时各层盐度的分布及锋面盐度特征值。

由图可知,表层盐度的分布较为复杂,中、底层的则与落急时相应层次的分布较为相似。

在表层,盐度为5.7~2.9之间,湾口海域等盐线密集,盐度梯度大,表明外海水正在向湾内推进;鼓浪屿西部及南部海域等盐线较稀少,盐度梯度较小,盐度为20的等值线仍在鼓浪屿西部及南部海面,・48・ 台 湾 海 峡 19卷这一盐度约为17~21的水体,可能是退潮时退至湾口外、到涨潮时又重新返回湾内的九龙江冲淡水;在这个水体与外海高盐水及九龙江河水之间,形成两个明显的主次盐度锋面区,主锋面区在湾口附近,中心盐度约为25,锋面宽度约为2.2km ,梯度2.4km -1,锋面方向为北偏东2南偏西;次级锋面区则在鸡屿附近,中心盐度约为15,锋面宽度为413km ,盐度梯度211km -1,锋面方向为西北2东南;此水体与西港海水产生的锋面实际上已推进至西港内,在鸡屿以西,盐度较低,由东—西等盐线逐渐减少,为低盐的九龙江冲淡水。

中层的盐度在16.2~29.6之间,钱屿2屿仔尾一线以东,盐度高、等盐线稀少,为高盐外港和西港海水占据;此线以西至海门岛约3.9km 范围内,盐度迅速降低,等盐线密集,形成中心盐度约为22,梯度2.3km 21,锋面方向为西偏北2东偏南的盐度锋面区;海门岛以西,盐度低,等盐线稀少,分布较均匀。

图3 涨急时盐度的分布Fig.3 Distribution of salinity at flood fast fide涨急时底层盐度在16.5~31.3之间,其分布与落急时的十分相似,这表明,无论是涨潮还是落潮,半潮时底层河海水的混合状况相似。

由上分析可知,涨急时本河口区水体也普遍存在着盐度锋面,和落急时一样,盐度锋面随水深的增加而逐渐向西推移,这表明本河口区普遍存在着“盐楔”现象[2]。

由本河口区落急和涨急各层盐度的分布可知,在落潮时,表层水体先退,底层水体后退;而在涨潮时,则相反,底层水体先涨,表层水体后涨,这与潮流的观测[3,4]结果相符。

2.3 横断面上的盐度锋面特征2.3.1 西断面上的盐度锋面特征 图4为西断面(站号22~26)各潮时盐度的断面分布。

由图可知,西断面上各潮时都存在着明显的盐度锋面,锋面区的位置、盐度梯度及等盐线的倾斜度等都随潮时而有所变化。

在落急时,西断面盐度在24.47~28.92之间,呈南部表层低,北部底层高的分布状态,在22和25号站底层各有一高盐水舌向上伸展,23号站表层至26号站底层一线以北等盐线较稀少,分布较均匀;此线以西至南岸3/5H 处(H 为水深)和25号站表层连线之间,等盐线密集,形成一狭窄的盐度锋面区。

锋面区以南,盐度较低,等盐线稀少,分布较均匀。

低平潮时,西断面上盐度下降为17.61~28.36之间,25号站底层的高盐水舌消失,南岸1/2H 与23号站表层连线至22号站表层与23号站底层连线之间,盐度梯度大,形成盐度锋面,锋面区内,24号站以南,等盐线较平行于海面,其北面,等盐线较垂直于海面;锋面区低盐面之上,盐度低,等盐线较稀少,分布较均匀;锋面区高盐面之下,盐度较高,等盐线稀少,呈分布均匀状态。

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