长江口外海域三维水动力模拟结果

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1、13王　凯等：长江口外海域三维水动力模拟结果与观测的比较长江口外海域三维水动力模拟结果及与观测的比较王凯(中国科学院海洋研究所)刘咪咪(中国科学院海洋研究所/中国科学院研究生院)施心慧(中国海洋大学数学科学学院)大面积的混浊水域是我国海洋环境的重要特征，长江口外的混浊水海域就是其中具有典型性的海域。对这一海区及其周边海域的水动力观测和研究工作一直不断（丁文兰，1983；Fang，1986；Choi，1980，1984；赵保仁等，1994；叶安乐等，1995；王凯等，1999）。王凯等（2007）对东海三定点的测流结果进行了分析。这些

2、研究成果，加深了人们对东海混浊水域水动力状况的了解和认识。本文作者的研究范围为119°E～125°E,25°N～34°N的东海海域。这一海域水文状况复杂，黑潮从研究海域的东南角切入，从而伴生黑潮在台湾东北部对陆架的入侵，形成陆架水与高温高盐的黑潮水之间的相互作用；台湾暖流与浙江沿岸流系在本研究海域的并存，构成夏季闽浙外海极强的温度锋面，是本海域重要的中尺度现象；长江每年注入9×1012m3的淡水，也使长江冲淡水现象显得独特而突出；长江每年要向本研究海域输入约5亿t的泥沙，是本混浊水海域重要的陆源物质。在这样情况复杂的海域进行水动力环

3、境要素的模拟和悬浮物输运的研究是一项极有挑战性的工作。本文将对风海流-潮流（含黑潮、长江径流等）水动力模拟结果进行分析，模拟的水位结果与沿岸验潮站的结果进行比较，模拟的海流结果与2006年8月份的实测资料进行比较，获得令人满意的结果。为下一步开展长江口外海域三维悬沙浓度分布的数值模拟打下基础。一、模型配置及观测资料ECOMSED(EstuaryCoastalOceanModelandSEDiment-transportmodel)模式是由上世纪80年代中后期建立起来的河口、陆架和海洋模式（ECOM）发展而来的。ECOM模块采用准静力

4、近似和Boussinesq近似，带有自由海面的海洋三维原始方程组。垂向使用sigma坐标，以便于更好地拟合出实际海域的海底地形；水平方向采用ArakawaC网格，并可适用于正交曲线网格系统以利于更好地刻画出实际海域的岸形情况。垂向湍粘性系数采用Mellort等的湍封闭参数化方案计算（Melloretal.,1982），水平扩散系数基于Smagorinsky（1963）参数化方案计算。该模式可适用于海湾、河口、近岸海区等浅水海域以及水库和湖泊水动力模拟。有关ECOMSED模式的详细内容可参该模式的用户手册(HydroQual,Inc.

5、,2002)。计算区域范围为119°E～125°E,25°N～34°N的东海海域，其西边为岸界，南、北、东三面为开边界。为了减少水动力模拟在开边界条件选取上的人为性，首先是在渤黄东海（西起大陆岸线，东至130°E；南起25°N，北至辽东湾底40°N）建立起1/6°经纬度网格的海洋数值模式，作为本研究海域水动力模型的大网格计算模型区域（图１）（王凯等，1999；王凯等2001)。使用网格嵌套技术，获得本研究混浊小区域1/20°13王　凯等：长江口外海域三维水动力模拟结果与观测的比较长江口外海域三维水动力模拟结果及与观测的比较王凯(中国

6、科学院海洋研究所)刘咪咪(中国科学院海洋研究所/中国科学院研究生院)施心慧(中国海洋大学数学科学学院)大面积的混浊水域是我国海洋环境的重要特征，长江口外的混浊水海域就是其中具有典型性的海域。对这一海区及其周边海域的水动力观测和研究工作一直不断（丁文兰，1983；Fang，1986；Choi，1980，1984；赵保仁等，1994；叶安乐等，1995；王凯等，1999）。王凯等（2007）对东海三定点的测流结果进行了分析。这些研究成果，加深了人们对东海混浊水域水动力状况的了解和认识。本文作者的研究范围为119°E～125°E,25°N

7、～34°N的东海海域。这一海域水文状况复杂，黑潮从研究海域的东南角切入，从而伴生黑潮在台湾东北部对陆架的入侵，形成陆架水与高温高盐的黑潮水之间的相互作用；台湾暖流与浙江沿岸流系在本研究海域的并存，构成夏季闽浙外海极强的温度锋面，是本海域重要的中尺度现象；长江每年注入9×1012m3的淡水，也使长江冲淡水现象显得独特而突出；长江每年要向本研究海域输入约5亿t的泥沙，是本混浊水海域重要的陆源物质。在这样情况复杂的海域进行水动力环境要素的模拟和悬浮物输运的研究是一项极有挑战性的工作。本文将对风海流-潮流（含黑潮、长江径流等）水动力模拟结果

8、进行分析，模拟的水位结果与沿岸验潮站的结果进行比较，模拟的海流结果与2006年8月份的实测资料进行比较，获得令人满意的结果。为下一步开展长江口外海域三维悬沙浓度分布的数值模拟打下基础。一、模型配置及观测资料ECOMSED(Estuar