廢黃河口海域潮流動力與懸沙輸運特征

陳 斌, 周良勇, 劉 健, 王 凱

(1. 國土資源部 海洋油氣資源與環境地質重點實驗室, 山東 青島 266071; 2. 海洋沉積與環境地質國家海洋局重點實驗室, 山東 青島 266071; 3. 青島海洋地質研究所, 山東 青島 266071; 4. 中國科學院 海洋研究所,山東 青島 266071)

廢黃河口海域潮流動力與懸沙輸運特征

陳 斌1,2,3, 周良勇1,3, 劉 健1,3, 王 凱4

(1. 國土資源部 海洋油氣資源與環境地質重點實驗室, 山東 青島 266071; 2. 海洋沉積與環境地質國家海洋局重點實驗室, 山東 青島 266071; 3. 青島海洋地質研究所, 山東 青島 266071; 4. 中國科學院 海洋研究所,山東 青島 266071)

根據2006年廢黃河口海域的懸沙、流速、流向的觀測資料, 應用短期資料的潮流準調和分析方法, 對連續海流資料進行了分析, 并結合懸沙資料, 對懸沙質量濃度與潮流之間的動力關系進行了探討。研究結果表明： 該海域潮流屬于正規半日潮流, 潮流以往復流為主, 離岸越遠, 旋轉性越強; 漲潮流流向以SSE為主, 落潮流流向以 NNW為主。懸沙質量濃度呈現近岸懸沙質量濃度高, 向海逐漸降低的分布形態; 懸沙質量濃度的垂直變化, 從表層到底層由小到大, 近岸懸沙質量濃度垂向梯度較大。懸沙質量濃度出現明顯的周期性變化, 懸沙質量濃度的峰值基本與海域半日潮流特點相對應, 懸沙質量濃度的峰值一般出現在流速峰值之后。海域的懸沙在潮流作用下主要向南輸運, 與漲落潮的方向基本一致, 漲潮單寬輸沙量均大于落潮單寬輸沙量。

廢黃河口; 潮流; 懸沙質量濃度; 單寬輸沙量

蘇北近岸海域長期處于波浪、潮流、徑流等海洋動力因素共同作用下, 而這些海洋動力因素都有各自不同的運動規律, 相互之間又存在非常復雜的非線性相互作用。波浪不僅影響泥沙運動, 對底部泥沙作用力及水流挾沙能力也都有影響[1-2]。潮波運動和波流共同作用下的底部剪切應力對近岸泥沙的懸浮、輸運、沉積及海床的演變都起著非常重要的作用; 反過來, 這些變化又影響著水體的運動。因此,研究影響懸沙輸運的控制因素, 充分揭示其運動規律, 不僅可以了解河口及海岸的演變規律, 而且對保護海岸環境, 控制并治理海洋污染有著深刻而重要的意義。

廢黃河三角洲是黃河在1128年奪淮入海, 歷時7個多世紀, 巨量泥沙下泄在江蘇北部而形成。1855年黃河改道注入渤海后, 廢黃河三角洲進入了一個在海洋動力作用下全面侵蝕改造的過程[3], 廢黃河口水下三角洲前緣斜坡帶在潮流強烈的側向侵蝕作用下也帶來大量泥沙, 大量的泥沙被沖刷到水體中,在浪、潮、流的作用下進行輸運[4], 由此形成大面積的典型混濁水域。巨量的泥沙在黃、東海陸架上的輸運、沉積和重新分配關系到陸架地質體的發育演化和陸架邊緣物質交換與平衡。蘇北輻射沙脊位于廢黃河口至長江口北側, 其形成和發育與長江、黃河兩大河流關系密切, 大多數觀點認為輻射沙脊的物質部分來源于廢黃河三角洲侵蝕來沙[5-8], 現代沉積物受到廢黃河口和長江的補給[9-10]。由此可見廢黃河口三角洲海域有著非常重要的研究意義, 而對這一海區及其周邊海域的觀測和研究工作一直不斷。虞志英等[11]通過對廢黃河海域水文、泥沙資料的調查分析,認為在－5～－15 m水動力作用以強勁的潮流沖刷為主, 在潮流和波浪的共同作用下,地形剖面呈繼續平行后退狀態[12]。三角洲海域的懸沙質量濃度極高, 冬季底層懸沙質量濃度可達到500 mg/L之多,表層也能達 300 mg/L; 夏季的懸沙質量濃度要低于冬季, 底層大于200 mg/L, 表層高于100 mg/L。

該海域復雜多變的水動力條件及成因各異的地形地貌, 導致該海域的泥沙運動極為復雜, 因此對廢黃河三角洲海域的懸沙運動特征及其動力控制因素的研究是十分必要的, 本文根據2006年實測海流和懸沙質量濃度資料, 分析研究該海域的潮流動力特征, 并結合懸沙資料分析懸沙質量濃度與潮流間的動力關系, 對懸沙分布形態作初步探討。并進一步闡述該地區再懸浮泥沙的去向, 該研究將對了解廢黃河口水下三角洲的再懸沙的輸運格局有重要意義。

1 資料來源與處理方法

2006 年 8 月 30 日 18： 00～31 日 18： 00, 在海州灣海域進行了3個定點連續25 h觀測流速及懸浮體水樣采集(圖1), 定點連續采集流速、水位采用ADP流速儀(美國 SonTek公司生產 500Hz), 單元層厚度設為 1 m, ADP探頭下水1.2 m, 采樣頻率為60 s采集一次流速、水位數據。懸沙水樣使用SBE32型采水器(5 L), 分別在表層、0.6H(H為水深)、距海底1 m底層進行采集。觀測前后期間無明顯風浪, 海況良好。采用真空負壓法進行懸浮體抽濾, 濾膜直徑 47 mm, 孔徑0.45 μm; 采用1/10萬的Sartorius電子天平進行懸浮體稱質量, 過濾后樣品烘干(40℃)恒溫稱質量, 計算出各站懸沙質量濃度, 懸浮體濃度數據皆經過雙重濾膜進行了校正[13]。由于觀測的流速原始記錄帶有擾動信息(包括測量過程中和儀器本身產生的擾動),需對原始資料進行質量控制, 濾去不合理的值。具體做法是： 分別計算東分量和北分量在1 h觀測時段內的均值和標準差, 剔除偏離3倍標準差的數據。然后循環這一過程, 直到所有剩余數據值在3倍的標準差內。這樣就構成每小時一個流速值的常規數據[14]。每個站點選取表層、0.6H、底層3個分層的 25 h的流速流向數據, 對獲取的實測資料進行分析計算進而對潮流特性進行了調和分析計算。

圖1 觀測站點位置Fig. 1 Locations of observation stations

2 潮汐潮流動力特征

將實測海流資料進行濾波修正后, 繪制了表、中、底3層每小時平均的流速、流向過程曲線圖, 以及垂線平均流速玫瑰圖(圖2)。由圖可以看出, 離岸較近的 A站和 B站流速較大, 最大流速可達到100 cm/s; 離岸較遠的C站流速相對較小。3個測站的流速在單周日內基本都出現 4次峰值, 為正規半日潮流性質。各站流速隨水深的增加有所衰減, 但衰減的速度不大, 只有在接近底層時衰減得較快些。從垂線平均流速玫瑰圖中可以看出, 主流方向為NNW-SSE, 漲潮流流向以 SSE為主, 落潮流流向以NNW 為主, 漲潮平均流速一般大于落潮平均流速,漲潮歷時比落潮歷時短約20 min。高潮前3～4 h漲潮流場最強, 高潮前 1 h或高潮時開始轉為落潮流,高潮后2～3 h落潮流場最強。各站基本為往復流, B站和C站略帶逆時針旋轉流性質。

由于資料是周日觀測, 時間序列比較短, 通過引入差比關系, 可對上述海流觀測資料進行潮流的準調和分析[15], 獲得每一站位的O1, K1, M2, S2, M4,MS4 六個主要分潮表層潮流調和常數, 由于觀測海域位于黃海西部海域, 考慮選用了黃海的差比系數進行分析。獲得的潮流調和常數列于表1中。由表1可以看出, 廢黃河口海域東、北分量的半日潮流振幅均大于全日潮流的東、北分量, 說明這一海域半日潮流占據主要地位, 呈現半日潮流的性質。對半日分潮流(M2 , S2)和全日潮流(O1 , K1)均體現出北分量大于東分量。比較3測站的潮流調和常數, 總起來說是以半日潮流為主, 對于O1 , K1, M2 , S2四個主要分潮流, 北分量大于東分量, 而淺水分潮 M4和 MS4雖有些測站的東分量大于北分量, 但由于 M4和MS4分潮在總海流中所占份額有限而無法改變北分量海流大于東分量海流的結果。對比各站余流的結果可以發現, 離岸越近的海域余流越小, 距岸越遠的海域余流越大。近岸處A站的余流是3個測站中最小的一個, 其表層余流僅為0.9 cm/s, 方向為西偏南向; B站余流介于 A站和 C站之間, 余流大小為7.4 cm/s, 方向為東偏南向; 離岸最遠的C站余流最大, 可達13.8 cm/s, 余流方向為北偏東向。

圖2 A, B, C三測站流速流向及垂線平均流速玫瑰圖Fig. 2 The velocity, direction and rose of vertical average current at station A, B, and C

為進一步分析潮流的一些特征, 分別計算出三測站O1, K1, M2, S2, M4, MS4六個主要分潮表層的潮流橢圓要素, 列于表2中。下面對計算所得各站的潮流橢圓要素結果進行進一步的比較和分析。計算三測站的潮流性質F= (WK1+WO1) /WM2[16]可得到： A站、B站和C站分別為0.11, 0.21和0.24, 均小于0.5,說明該海域屬于正規半日潮流區, 這與前人的調查研究成果一致[7,17]。三測站均以M2潮流占優,尤其是A站M2潮流最大流速超過120 cm/s。通過計算最大可能流速Vmax=1. 29WM2+ 1. 23WS2+WK1+WO1[18],得出該海域表層最大可能流速范圍在 170～220 cm/s之間, 其中A站為218 cm/s, B站為202 cm/s, C站為179 cm/s。計算所得半日潮流橢圓率A站和B站為0, 為往復流的潮流性質, C站為 0.1, 為略帶逆旋轉性質的往復流。從 C站到 A站, 由海向岸, 潮流由逆時針方向旋轉, 逐漸過渡為往復流, 其最大流向與岸線平行。最近岸的A站為明顯的往復流性質。

表1 A, B, C三站潮流調和常數Tab. 1 Harmonic constants of tidal currents at Station A, B, and C

通過以上分析發現, 廢黃河口海域是基本以往復流為主, 外海略帶逆時針旋轉流性質, 越到外海旋轉性越強, 這也與以前諸多研究相吻合[19]。淺海中一般用G= (WM4+WMS4) /WM2的大小作為衡量淺水分潮流在總海流中影響的指標, 計算可得表層的G值在A站、B站、C站分別為0.14, 0.11和0.19, 說明各站淺水分潮的份額在總海流中占的份額都很小,其中C站比其他兩個測站略大, 可能由于C站位于潮道或沙洲邊緣所致。

表2 A, B, C三站潮流橢圓要素Tab. 2 Tidal current ellipse elements at Station A, B, and C

因為該海域的半日潮流占優, 下面將著重通過分析 M2潮流來體現該海域海流的垂向結構特點。M2潮流在3個測站的表層相對較大, 底層流速較小。M2分潮流的最大流速均在90～120 cm/s之間,其中在A站表層最大流速要超過120 cm/s, 底層M2最大流速相對較小。最大流速方向各站各層均以北向偏西為主, 圖 3給出了三測站表、中、底 3層的M2潮流橢圓示意圖。各站的潮流橢圓長軸長隨深度的增加而變小,越靠近海底,變化速率越大, 這是由于海底摩擦作用對潮流的影響所致[20]。廢黃河口海域潮流橢圓隨深度增加而變圓, 這說明水深越淺往復流性質越強; 各站最大流發生時刻從表層到底層逐漸延遲,一般底層流速達到最大值的時刻要比表層早0.5 h左右。

圖3 三測站表、中、底層M2潮流橢圓示意圖Fig. 3 M2 tidal current ellipses at surface, middle, and bottom layers of Station A, B, and C

3 潮流與懸沙質量濃度的動力關系

研究海域內的泥沙在一天內(兩個潮周期)可能會有2～4次再懸浮, 即懸沙質量濃度有2～4次峰值,本文根據三站的懸沙質量濃度及流速分析研究潮周期內懸沙的時空變化規律及與流速的關系。

將 3個站位的懸沙質量濃度按采樣的時間序列在水深方向做剖面圖, 可以得到以下懸沙質量濃度的時間序列剖面圖(圖 4)。總體來說, 廢黃河口海域水體較為混濁, 水體懸沙質量濃度較大, 最大可達500 mg/L。各站懸沙質量濃度近岸的A站最大, B站次之, 遠岸的 C站最小, 呈現近岸懸沙質量濃度高,向海逐漸降低的分布形態。懸沙的粒度在 6.7Φ～7.5Φ之間, 粒度組分以粉砂為主, 平均含量 71.4%;其次為黏土, 平均含量 28.4%; 其余為砂質成分, 主要為極細砂。在近岸的A站有超過一半的懸沙樣品中含極細砂成分。而B站的沉積物樣品其成分與 B站懸沙成分一致, 這說明該海域懸沙與海底沉積物粒度組分差異較小, 兩者交換頻繁, 海水中的懸沙主要為泥沙再懸浮的貢獻。

影響懸沙運動的因素眾多, 有波浪、潮流、風等動力條件, 此外懸沙運動與水質點的運動也不一致,由于調查期間風浪較小, 這里僅討論懸沙質量濃度與流速之間的關系。由于漲落潮的交替和流速的更迭使懸沙質量濃度出現明顯的周期性變化[21], 懸沙質量濃度在25 h內出現2～4峰值, 恰好對應該海域半日潮流特點。懸沙質量濃度的變化與沉積物的再懸浮相關, 而底層流速與底層泥沙運動關系更為密切, 底床泥沙在底層流速達到臨界起動速度后, 由于剪切力易使沉積物發生再懸浮, 在底層形成較大的懸沙質量濃度水體, 而在流速低于臨界流速時,底層水體中的泥沙將慢慢落淤, 從而使底層懸沙質量濃度出現較為明顯的周期性變化。近岸的A站具有較強的往復流性質, 懸沙質量濃度變化周期強,與流速變化周期相似, 也出現有4個峰值, 分別在漲急和落急滯后1～2 h出現(圖5), 從水位與懸沙質量濃度的關系來看, 則懸沙質量濃度峰值出現在漲憩和落憩前1～2 h出現, 該站與水位、流速對應的關系非常明顯, 含沙的峰值滯后于流速峰值, 即在流速達到最大值后懸沙質量濃度才達到最大值。B站和C站變化較為復雜, 周期性不如A站明顯, 但也和潮流有一定的對應關系, 出現 2～4個峰值, 也都出現在流速的峰值之后。除了 C站有一個懸沙質量濃度最大值出現在落潮期的漲急時刻, 其余各站的懸沙質量濃度峰值都出現在漲潮期, 這表明了研究海域近岸處的主要輸沙方向是沿漲潮方向, 也就是 SSE向; 遠岸海域的輸沙方向主要沿落潮NNW向。從懸沙質量濃度的垂向變化來看, 一般來說, 從表層到底層由小到大。近海水深較小的海域, 懸浮泥沙質量濃度隨深度迅速增加, 其垂向梯度較大; 水深較大的外海區域, 懸浮泥沙質量濃度隨深度的增加呈不規則的變化, 但由于其本身的量值很小, 顯示不出有明顯的變化。兩個區域的比較, 前者的變化幅度遠遠大于后者。

圖4 各站懸沙質量濃度時間序列等值線Fig. 4 Concentration isograms of suspended sediment at Station A, B, and C

4 輸沙量

根據同期實測懸沙質量濃度和單寬輸沙量統計(表 3)發現, 該海域的懸沙主要是沿 NNE-NNW 及SSW 方向輸運, 與漲落潮的方向基本一致。三站的漲潮單寬輸沙量均大于落潮期, 其中A站的單寬輸沙量無論漲、落潮均為最大, 這是由于 A站靠近岸邊, 底質粒徑相對較細, 在動力條件下較容易發生再懸浮, 又加上此處的潮流動力強勁, 故該站的單寬輸沙量為三站之最。根據各站的漲落潮單寬輸沙量也可看出各站在潮周期內的凈輸沙方向應該為偏南向, 我們將3個站點連成一條直線, 可形成一條位于廢黃河口南側附近的輸沙斷面, 根據三站的單寬輸沙量可初步計算出, 在該斷面上一個潮周期內,懸沙向南的凈輸運量大約為4.8×105t。該海域為正規半日潮, 一天內按兩個潮周期計算, 每天的懸沙凈輸運量大約為9.6×105t。虞志英等[3]根據地形變化估算130 a(1855～1985年)侵蝕量約為400億 m3, 按濕容重取1.5 g/cm3計算, 可得每天的侵蝕量在128萬t左右。由此可見根據潮周期計算的輸沙量和長期的侵蝕量基本在一個量級范圍內, 也可說明潮流對該海域泥沙輸運的重要影響作用。

圖5 各站平均懸沙質量濃度與平均流速、水位變化關系Fig. 5 Correlation of vertical average suspended sediment concentrations and average velocities and water depths at Station A,B, and C

表3 實測懸沙質量濃度和單寬輸沙量統計表Tab. 3 Statistics of the suspended sediment concentration and sediment discharge

5 討論

從廢黃河三角洲岸灘侵蝕的大量泥沙, 經沿岸水流的分選, 其中的細顆粒泥沙則隨著沿岸波流和漲、落潮流運移, 而粗顆粒泥沙則在濱外地帶堆積,從而形成了水下沙洲。潮間帶灘地被波浪沖刷而懸浮于海水中的泥沙, 則隨著沿岸的波流和潮流運移。其中的部分泥沙, 由于受灘坡和泥沙顆粒重力及回流作用,向著濱外海域擴散, 成為流場中的物質來源之一, 并隨著潮流運移。

已有研究表明, 在冬季盛行強勁北風, 從而產生的黃海沿岸流及蘇北沿岸流攜帶著廢黃河口水下三角洲由海浪和潮流攪動起來的懸浮泥沙向東南擴散, 可輸送到輻射沙脊, 甚至可運移到長江口附近海域會同長江沖淡水攜帶泥沙, 向濟州島方向擴散[22]。而我們根據中國科學院海洋研究所在離江蘇海岸約40 km外連續26 d的ADCP海流觀測資料, 發現這里幾乎在全部深度上都存在著北向流, 垂向平均流速約3.4 cm/s, 最大北向流速8 cm/s[23], 這說明可能有一支自廢黃河口乃至蘇北輻射沙脊和長江口的泥沙流可以向北到達海州灣頂對其進行泥沙補充。

在研究區域中, 本文的研究表明, 在潮流的作用下, 懸浮泥沙的運動方向是偏南向的, 與上面所述的北向流恰恰相反, 另外該海域還存在一支由北到南的蘇北沿岸流。另外在該海域也有眾多的研究成果： 如王穎[24]認為蘇北北部海域受到廢黃河三角洲沖刷物的補給, 沈煥庭等[25]認為蘇北沿岸有部分泥沙補給北支, 以上兩種觀點均體現了廢黃河口泥沙主要向南運動的特征; 趙保仁等[26]認為貼岸北上的潮余流是會將泥沙帶至蘇北沿岸海域, Xia[27]通過計算發現夏季貼近蘇北近岸存在一支比較穩定的北向低頻環流, 在海州灣附近轉向東, 而后向東南流動, 這支從長江口北支附近北上的環流應該能攜帶部分泥沙對蘇北近岸進行補給。如此看來, 該海域的懸沙運動影響因素非常復雜, 那么在浪、潮、流等動力因素的共同作用下, 廢黃河口水下三角洲的再懸浮泥沙到底應是一個怎樣的輸運格局, 根據前人的成果結合本文的研究, 我們認為在該海域主要存在向北海洲灣方向輸運和向南蘇北輻射沙洲方向輸運,這兩種泥沙輸運格局可能同時存在, 夏季泥沙向北輸運相對較強, 而在冬季在強勁的北風和沿岸流的作用下, 泥沙的向南輸運趨勢非常明顯。當然以上主要是一種理論上的推斷, 具體的泥沙運動格局還要通過進一步的研究來證實。

6 結論

通過對廢黃河口海域3測站連續25 h海流觀測資料進行的短期潮流調和分析表明, 該海域屬于正規半日潮流性質, 表層最大可能流速范圍在 170～220 cm/ s。各站潮流均基本為往復流性質, 離岸越遠旋轉性越強。漲潮流流向以 SSE為主, 落潮流流向以NNW為主。計算所得表層各站的O1, K1, M2, S2四個主要分潮流的北分量一般大于東分量。離岸越近的海域余流越小, 距岸越遠的海域余流越大。半日潮流的橢圓長軸以北偏西為主。各站最大流發生時刻從表層到底層逐漸延遲, 一般底層流速達到最大值的時刻要比表層早0.5 h左右。

研究海域的懸沙質量濃度和潮流密切相關, 在潮周期內出現周期性的變化, 恰好對應該海域半日潮的潮流特點, 懸沙質量濃度的峰值落后于流速的峰值。廢黃河口海域水體較為混濁, 呈現近岸懸沙質量濃度高, 向海逐漸降低的分布形態。各站懸沙與海底沉積物粒度組分差異較小, 兩者交換頻繁, 海水中的懸沙主要為泥沙再懸浮的貢獻。懸沙質量濃度的垂直變化, 一般來說, 從表層到底層由小到大。近海水深較小的海域, 懸沙質量濃度垂向梯度較大;水深較大的外海區域, 懸沙質量濃度隨深度的增加呈不規則的變化, 但變化梯度較小。海域的懸沙凈輸運方向為偏南向, 與漲潮的方向基本一致。3站的漲潮單寬輸沙量均大于落潮期, 3站連線斷面上, 在一個潮周期內, 向南凈輸沙可達48萬t左右, 潮流對該海域泥沙輸運的影響巨大。

[1]Glenn S M, Grant W D. A suspended sediment stratification correction for combined wave and current flows[J]. Journal of Geophysical Research, 1987,92(C8)： 8244-8264.

[2]Van Rijn LC, Nieuwjaar M W C, Van der Kaay T, et al.Transport of fine sands by currents and waves[J].American Society Civil Engineering, 1993, 119(2)：123-143.

[3]高抒. 廢黃河口海岸侵蝕與對策[J]. 海岸工程, 1989,8(1)： 37-42.

[4]虞志英, 張國安, 金镠, 等. 波流共同作用下廢黃河河口水下三角洲地形演變預測模式[J]. 海洋與湖沼,2002, 33(6)： 583-590.

[5]李從先, 王靖泰, 李萍. 長江三角洲沉積相的初步研究[J]. 同濟大學學報(自然科學版), 1979, 2： 1-14.

[6]李成治, 李本川. 蘇北沿海暗沙成因的研究[J]. 海洋與湖沼, 1981, 12(4)： 321-331.

[7]任美鍔. 江蘇省海岸帶和海涂資源綜合調查報告[M].北京： 海洋出版社, 1996： 44-47.

[8]楊子賡. 南黃海陸架晚更新世以來的沉積與環境[J].海洋地質與第四紀地質, 1985, 5(4)： 1-19.

[9]朱大奎, 傅命佐. 江蘇岸外輻射沙洲的初步研究[C]// 任美鍔, 朱季文, 朱大奎, 等. 江蘇省海岸帶東沙灘綜合調查文集. 北京： 海洋出版社, 1993：28-32.

[10]王穎, 朱大奎, 周旅復, 等. 南黃海輻射沙脊群沉積特點及其演變[J]. 中國科學(D 輯), 1998, 28(5)：386-393.

[11]虞志英, 陳德昌, 金镠. 江蘇北部舊黃河水下三角洲的形成及其侵蝕改造[J]. 海洋學報, 1986, 8(2)：197-206.

[12]常瑞芳, 陳樟榕, 陳衛民, 等. 老黃河口水下三角洲前緣底坡不穩定地形的近期演變及控制因素[J]. 青島海洋大學學報, 2000, 30(1)： 159-164.

[13]陳斌, 黃海軍, 梅冰. 小清河口海域泥沙運動特征[J].海洋地質與第四紀地質, 2009, 29(5)： 35-41.

[14]王凱, 葉冬。東海三定點周日海流觀測的準調和分析[J]. 海洋科學, 2007, 31(8)： 18-25.

[15]方國洪, 鄭文振, 陳宗鏞, 等. 潮汐和潮流的分析和預報[M]. 北京： 海洋出版社, 1986.

[16]陳宗鏞. 潮汐學[M]. 北京： 科學出版社, 1980.

[17]中國科學院南京地理與湖泊研究所, 江蘇省海岸帶和灘涂資源綜合考察隊. 江蘇省海岸帶自然資源地圖集[M]. 北京： 科學出版社, 1988.

[18]中華人民共和國行業標準編寫組. 港口工程技術規范(下卷) [M]. 北京： 人民交通出版社, 1987.

[19]孫長青, 郭耀同, 趙可勝, 等. 海州灣及其鄰近海域潮流數值計算[J]. 海洋科學, 2003, 27(3)： 54-58.

[20]葉安樂. 潮流橢圓長軸方向隨深度變化的特征[J].海洋通報, 1984, 3(2)： 1-8.

[21]陳斌, 黃海軍, 嚴立文, 等. 小清河口附近海域泥沙運動特征及風場對泥沙輸運的影響[J]. 海洋學報,2009, 31(2)： 104-112.

[22]郭志剛, 張東奇. 冬、夏季東海北部懸浮體分布及海流對懸浮體輸運的阻隔作用[J]. 海洋學報, 2002,24(5)： 71-80.

[23]Liu Zhiliang, Hu Dunxin, Tang xiaohui. Tidal current observation in the southern Yellow Sea in the summers of 2001 and 2003[J]. Chinese journal of Oceanlolgy and Limnlolgy, 2009, 26(2)： 121-129.

[24]王穎. 黃海陸架輻射沙脊群[M]. 北京： 中國環境科學出版社, 2002.

[25]沈煥庭, 李九發, 朱慧芳, 等. 長江口懸沙輸移特性[J]. 泥沙研究, 1986, 1： 1-13.

[26]趙保仁, 方國洪, 曹德明. 渤海、黃海和東海的潮余流特征及其與近岸環流輸送的關系[C]//中國科學院海洋研究所. 海洋科學集刊(36). 北京： 科學出版社,1995： 1-11.

[27]Xia Changshui, Qiao Fangli, Zhang Mengning, et al.Simulation of double cold cores of the 35°N section in the Yellow Sea with a wave-tide-circulation coupled model[J]. Chinese journal of Oceanlolgy and Limnlolgy,2004, 22(3)： 292-298.

The relationship between the suspended sediment movement and tidal current dynamic characteristic in Old Yellow River Delta

CHEN Bin1,2,3, ZHOU Liang-yong1,3, LIU Jian1,3, WANG Kai4
(1. Key Laboratory of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology, Ministry of Land and Resources, Qingdao 266071, China; 2. Key Laboratory of Marine Sedimentology & Environmental Geology,State Oceanic Administration, Qingdao 266071, China; 3. Qingdao Institute of Marine Geology, Qingdao 266071, China; 4. Institute of Oceanology, the Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China)

Sep., 20, 2010

Old Yellow River Delta; tidal current; suspended sediment concentration; sediment discharge

Based on the observation data of suspended sediment concentration (SSC) and ocean current, we applied the tidal current quasi-harmonic method for short-term data to analyze the tidal current characteristics, and to discuss the dynamics relation between SSC and the tidal current. The research results show that the tidal current in the studied area can be classified as regular semidiurnal tidal current. The north component of semidiurnal current is generally stronger than the east one. The tidal current is mainly the rectilinear. As the distance is farther away from the shore, the rotation is stronger. At flood tide, the tidal current is in the direction of SSE, and at ebb tide, the current is in the direction of NNW. The SSC gradually reduces from the nearshore to offshore, and it increases from surface to bottom. The SSC vertical gradient in nearshore is larger than in offshore. The SSC shows obvious cyclical changes, in response to regular semidiurnal tidal currents. The maximum SSC appears after the maximum velocity. The suspended sediment mainly is transported in direction of south by tidal current, and the sediment discharge of the flood tide is larger than the ebb tide.

P736.42

A

1000-3096(2011)05-0073-09

2010-09-20;

2011-03-29

國家青年科學基金項目(41006033); 海洋沉積與環境地質國家海洋局重點實驗室開放基金(MASEG200809); 國土資源部海洋油氣資源與環境地質重點實驗室基金(MRE200915); 國土資源部地質大調查項目(GZH200900501)

陳斌(1979-), 男, 山東濰坊人, 助研, 博士, 主要從事海洋沉積動力的數值研究, E-mail： chenbin1007@hotmail.com

劉珊珊)