半封閉海域河流水齡時(shí)空分布及其影響因素?cái)?shù)值研究.pdf

1、水體微團(tuán)在空間某點(diǎn)的水齡定義為該水體微團(tuán)自進(jìn)入控制體以來(lái)到流經(jīng)該點(diǎn)所需要的時(shí)間。水齡是定量描述海洋水動(dòng)力過(guò)程的環(huán)境效應(yīng)的輔助變量，對(duì)深入理解陸源物質(zhì)在海域中的輸運(yùn)具有重要的參考意義。然而，關(guān)于河流水在半封閉海域中的水齡研究甚少。本文以渤海和瀨戶內(nèi)海作為代表區(qū)域，利用基于CART理論（constituent-oriented age and residence time theory）的三維水齡模型，模擬分析了黃河水（流入渤海的最大河流）

2、在渤海中和淀川河水（流入瀨戶內(nèi)海的最大河流）在瀨戶內(nèi)海中水齡時(shí)空分布及其影響因素，嘗試給出了半封閉海域河流水齡分布特征。主要結(jié)論如下：
　　黃河水在整個(gè)渤海中的年平均水齡為3年。水齡顯示明顯的水平空間變化：在萊州灣中為1.7年而在遼東灣中為3.9年。除春季和夏季在黃河入海口附近和渤海中部南端外，在其他區(qū)域和季節(jié)水齡在垂向上幾乎是均勻的。除萊州灣外，整個(gè)渤海的水齡季節(jié)變化很小。黃河水在渤海海峽處的水齡為3.4年。在各季節(jié)內(nèi)，黃河水在

3、渤海海峽南部的水齡都要低于北部。但在垂向上，表底差異并不明顯。如果黃河水離開(kāi)渤海后不能再次返回渤海，黃河水在渤海中水齡的四季空間分布特征并未發(fā)生改變，但水齡絕對(duì)數(shù)值會(huì)顯著減小。例如黃河水在整個(gè)渤海中年平均水齡將自3年銳減為1.2年。潮是控制黃河水在渤海中水齡的最主要?jiǎng)恿σ蛩?。無(wú)潮時(shí)，黃河水在渤海中水齡將減少超過(guò)50％。風(fēng)是第二重要因素。無(wú)風(fēng)時(shí)，黃河水在渤海中水齡增加20%~30%。無(wú)斜壓過(guò)程或黃河水徑流量的改變，對(duì)水齡影響很小。

4、　　淀川河水在整個(gè)瀨戶內(nèi)海中的年平均水齡為152天。水齡顯示明顯的水平空間變化：在大阪灣、播磨灘和瀨戶內(nèi)海其他區(qū)域中依次為97天、199天和450天。在瀨戶內(nèi)海中，除四季在大阪灣外，在其他區(qū)域水齡在垂向上幾乎是均勻的。大阪灣和整個(gè)瀨戶內(nèi)海的水齡季節(jié)變化均很明顯。淀川河水自淀川河入?？谂湃氪筅鏋澈螅?.8×1010 m3），分為二支：第一支（0.3×1010 m3）經(jīng)明石海峽進(jìn)入播磨灘，進(jìn)而經(jīng)銘門(mén)海峽進(jìn)入紀(jì)伊水道；第二支（0.5×1010

5、 m3）經(jīng)紀(jì)淡海峽直接進(jìn)入紀(jì)伊水道。而經(jīng)備贊海峽進(jìn)入瀨戶內(nèi)海其他區(qū)域的量極少。淀川河水在銘門(mén)海峽和紀(jì)淡海峽處的水齡依次為203天和128天。冬季，在紀(jì)淡海峽西部的水齡要高于東部，垂向分布無(wú)差異。而夏季，在紀(jì)淡海峽西部的水齡要低于東部，垂向差異非常明顯。如果淀川河水離開(kāi)瀨戶內(nèi)海后不能再次返回瀨戶內(nèi)海，淀川河水在瀨戶內(nèi)海中水齡的四季空間分布特征并未發(fā)生改變，但水齡絕對(duì)數(shù)值會(huì)顯著減小。例如淀川河水在整個(gè)瀨戶內(nèi)海中年平均水齡將自152天銳減為6

6、9天。斜壓是控制淀川河水在瀨戶內(nèi)海中水齡的最主要?jiǎng)恿σ蛩?。無(wú)斜壓時(shí)，淀川河水在大阪灣和播磨灘中水齡增加均超過(guò)50%。潮是第二重要因素。無(wú)潮時(shí)，淀川河水在大阪灣和播磨灘中水齡分別增加6%和51%。而且淀川河水自大阪灣分為二支進(jìn)入紀(jì)伊水道的通道由潮決定。無(wú)風(fēng)時(shí)或淀川河水徑流量的改變，對(duì)水齡影響很小。
　　通過(guò)分析黃河水在渤海中和淀川河水在瀨戶內(nèi)海中水齡時(shí)空分布及其影響因素，嘗試給出了半封閉海域河流水齡分布特征。在半封閉海域中，河流水齡

7、呈現(xiàn)明顯的水平空間變化。河流水在河流入海口附近水齡最低，隨著與入?？诰嚯x的增加，水齡逐漸增大。在河流入?？诩捌溧徑Ｓ蛑?，水齡在垂向上呈現(xiàn)明顯差異。在河流入?？诩捌溧徑Ｓ蛑?，水齡季節(jié)變化也很明顯。黃河水經(jīng)渤海海峽這唯一的通道離開(kāi)渤海，而淀川河水主要經(jīng)銘門(mén)海峽和紀(jì)淡海峽這2個(gè)通道離開(kāi)瀨戶內(nèi)海。如果河流水離開(kāi)半封閉海域后不能再次返回半封閉海域，河流水在半封閉海域中水齡的四季空間分布特征并未發(fā)生改變，但水齡絕對(duì)數(shù)值會(huì)顯著減小。河流水在半封閉