三沙湾余环流特征数值模拟研究

本文基于ROMS模型,同时考虑温度、盐度和流场以及海表的净热通量、水气通量、动量通量和地表径流,建立三沙湾精细化水动力数值模型。结合实测水文资料,对基于ROMS的三沙湾水动力模型进行验证,并研究了三沙湾的潮(余)流场分布特征,对潮(余)流场的空间分布进行了描述分析。结果表明:本文建立的三沙湾水动力模型能够较好地反演三沙湾海域的潮(余)流场分布特征;由湾外至湾顶,余流呈减小的趋势,湾外余流最大约为12 cm/s,湾内较小,余流平均约为1 cm/s;垂向上,表层余流大于底层余流,表层余流指向湾外,而底层余流则指向湾内;本模型较好地再现了三沙湾水体层化和垂向余环流结构。     

贻贝浮筏养殖设施水动力效应及附生海藻碎屑输运的数值模拟

基于三维海洋数值模式Ecom-si（Estuarine Coastal Ocean Model，semi-implicit）对枸杞岛邻近海域贻贝养殖海域的水动力进行了数值模拟研究。通过在模型动量方程中添加动量损耗项，实现了对贻贝浮筏养殖设施和贝串阻流效应的模拟，采用实测数据对模型进行了潮位及流速的验证。利用验证良好的数值模型模拟了潮流驱动下养殖设施附生海藻碎屑漂移及沉降。结果表明，贻贝养殖设施及养殖贝串在海表的阻流效应使表层流速降低了约80%，中、下层流速分别降低了约50%和30%，在养殖海域外围因过流面的减小使得养殖场外围的流速增大。应用拉格朗日质点追踪模块模拟的结果表明，当碎屑质点处于悬浮状态即质点沉降速率（w）为0 m/s质点需要约600个小时才能达到36.79%（e-1）的沉底率；且无阻流效应时，沉底质点的分布在距养殖区中心9.0~10.5km的区域内，有阻流效应时，质点的沉底范围分布在距养殖区中心7.5~8.5km的区域内。当w大于0 m/s时，三种碎屑沉降速度的结果差异不大，大约在80个小时内质点的沉底率达到99%，无阻流效应时质点沉降区域为距养殖区中心10~13.5km的范围内，有阻流效应时质点的沉降范围为距养殖区6.8~12km的区域，大潮期间释放质点沉底范围所示的碎屑生态辐射范围较小潮释放质点广。在不考虑风应力等驱动的条件下，潮致余流是决定碎屑输运和沉底的主要动力学因子。