辽河口盐度分布及潮区界、潮流界的数值研究

摘要

辽河口地区是我国海洋综合开发利用的重要经济活动区,是我国石油、石化工业、芦苇、盐业、水产养殖、渔业的重要生产基地。近年来,由于工、农业用水量的增多,淡水资源短缺问题严重制约着辽河口地区的经济发展。辽河口地形复杂多变,受径流和潮汐相互作用的影响,盐度时空变化非常剧烈。对辽河口盐度以及潮区界、潮流界进行系统研究具有重要的理论和实践意义。
　　 本文采用FVCOM三维数值模型,对辽河口的潮汐、潮流和盐度进行模拟,以研究辽河口的盐度分布和潮区界、潮流界变化情况,模型计算区域包含整个辽东湾以及辽河口口门以上约60km的双台子河道。首先,通过调和分析得到辽东湾的同潮图和潮流椭圆图,在此基础上对辽东湾的潮波和潮流特征进行了分析;其次,计算了辽河口盐度的周日变化、月变化和季节变化情况,对潮汐、径流变化下的辽河口盐度分布规律进行讨论;最后,分析了几种代表性条件下的辽河口潮区界、潮流界位置,对其在不同河海条件下的时空变化规律进行了探讨。
　　 辽东湾海区M2分潮处于支配地位,其潮波呈逆时针方向自东南向西北传播,振幅自辽东湾湾口向湾顶逐渐增大,最大振幅1.36m,出现在湾顶辽河口东侧的老坨子附近:潮流呈往复流,流向为NE-SW向,流速由湾心向东西两岸逐渐减小,M2分潮潮流最大平均流速为137cm·s-1,出现在盖州滩两侧水道。
　　 辽河口盐度变化趋势在一个潮周期内与潮位变化基本一致,潮波对盐度变化的影响在口门附近最为明显,接近上游影响逐渐减弱。高潮时刻河口底层盐度值略大于表层,低潮时刻盐度垂向变化不明显。径流量相同时,潮差愈大,河口盐度愈高,冲淡水主体边界锋愈向口内上移;潮差相同时,径流愈大,河口盐度愈低,冲淡水向口外扩展范围愈大。
　　 潮波沿河道向上游传播过程中潮差逐渐减小,张明甲与小台子之间距离20km,两者潮差差别近2m;径流愈大,潮差的衰减程度愈大,盘山闸下潮差在枯水期与丰水期相差约0.5m。盘山闸下游潮差始终不为零,枯、丰水期大小潮期间的辽河口潮区界均位于盘山闸处。当口外潮差一定、径流量增大或径流量一定、口外潮差减小时,河道内同一位置的最大涨潮流速减小,潮流界向下游移动。辽河口潮流界的位置在枯水期大潮期间为最上,丰水期小潮期间为最下,最大摆动幅度约为24.4km。