站位调查时采用声学多普勒流速剖面仪ADCP,观测流速流向数据通过ADP工作软件RiverSurveyor读出,经View ADP处理得到初步结果。将实测海流资料进行滤波修正后,分别按表层、中层、底层,相应绘制了经过滤波处理后的流速、流向过程曲线图以及垂向平均流速玫瑰图(图2-4~图2-9)。数据显示,莱州湾流速普遍较低,不同区域差别较大,如位于湾口处的SD02和SD03站流速相对较大,最大值为69cm/s;由湾口向湾顶流速逐渐减小;湾内中部水域平均流速在15~20cm/s之间。6个测站的流速在单周日内基本都出现4次峰值,表现为半日潮流性质。各站流速随水深的增加有所衰减,但衰减的速度不大,只有在接近底层时衰减较快。从表、中、底3层流速玫瑰图中可以看出,除SD01站以外(SD01站水深小于5m,表、中、底3层流速无差异),各测站的流向以北东向及南西向最多,这表明涨、落潮流的主流方向呈北东-南西向。
图2-4 SD01站流速流向及垂向平均流速玫瑰图
(2012年10月9日0∶00—10月10日0∶00)
图2-5 SD02站表、中、底层流速流向及垂向平均流速玫瑰图
(2012年10月13日13∶00—10月14日13∶00)
应用短期资料的潮流准调和分析方法,对莱州湾定点测站获得的25h连续海流资料进行了分析,计算了6测站O1、K1、M2、S2、M4、MS4共6个主要分潮潮流调和常数及椭圆要素,其中半日潮流中M2分潮流占绝对优势,本海域较大范围内属于不规则半日潮流性质。随着水深变浅,浅水分潮势必加强,随着水深的变浅其比值变大,即浅水分潮流越明显,表层浅水分潮流比底层大得越多。
图2-6 SD03站表、中、底层流速流向及垂向平均流速玫瑰图
(2012年10月14日10∶00—10月15日10∶00)
图2-7 SD04站表、中、底层流速流向及垂向平均流速玫瑰图
(2012年10月11日18∶00—10月12日18∶00)(www.daowen.com)
图2-8 SD05站表、中、底层流速流向及垂向平均流速玫瑰图
(2012年10月10日15∶00—10月11日15∶00)
图2-9 SD06站表、中、底层流速流向及垂向平均流速玫瑰图
(2012年10月13日7∶00—10月14日14∶00)
由于海区半日分潮流在整个潮流中占支配地位,故可以用M2分潮流的椭圆长轴来分析其潮流运动状况。如图2-10~图2-12所示,除SD01站外,其余各站潮流明显呈北东-南西向往复性运动,其椭圆长轴最大流速由湾顶向湾外逐渐增加。SD01站为北西-南东向往复性运动。莱州湾内的潮波受当地岛屿及不同岸形甚至大的径流或纵横交错的水道影响,呈左、右旋转方式,但旋转性较弱。调查海域存在每日两次涨、落潮流流速及历时不等现象。由于自然地理环境不同,造成某些测站实测涨、落潮最大流速相差20cm/s左右,历时相差4h之多。一般平均涨潮历时基本大于或等于落潮历时,多数测站落潮流速略大于涨潮流速。潮流流速随深度变化较为明显,表层流速普遍大于底层流速。由于海底摩擦阻力影响,转流时间的变化为一般底层先转,然后逐次往上转流。同样最大流速发生的时刻通常是底层早、表层迟,各测站诸层次M2分潮流最大流速出现时间几乎都符合上述规律。
图2-10 各站表层M2分潮流椭圆长轴方向示意图
图2-11 各站中层M2分潮流椭圆长轴方向示意图
图2-12 各站底层M2分潮流椭圆长轴方向示意图
莱州湾近岸水域余流与潮流相比较小,故常被人们忽视,从而对余流研究较少。其实余流具有单向流动特征,掌握其变化规律,对于了解河口和海岸水域的泥沙输运、滩地冲淤,预测环境质量状况以及确定海岸工程的设施均具有实用价值。莱州湾调查区域的余流结构较为复杂,表层余流要大于底层。沿东岸水域的表层余流流速为2~3cm/s,流向多为北西向或北偏西向。沿西岸水域表层余流流速为1~2cm/s,有顺岸向北东方向流动之势。上述流场概况表明,莱州湾近岸水域的余流,开始沿东岸水域南上,在湾顶处加入白浪河、弥河、小清河等中小河流,该径流减弱了余流沿西岸水域北上的趋势。当然流经之处,余流方向、速度不尽相同,这是由于各测站余流受风、水深、地形、径流等影响程度不同的必然结果。
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