河口形状对河口环流和盐水入侵的影响

摘要

作者应用改进的ECOM模式,通过设计一个平直和喇叭形理想河口,研究河口形状对环流和盐水入侵影响。盐水入侵产生盐度锋面,在锋面处底层存在着向陆的密度流,为保持断面上质量连续,上层的流速明显增大;表层流有偏北的分量,底层流有向南分量,表明有横向环流存在。盐水入侵产生的盐度锋面在水平面上向西北倾斜,北岸盐水入侵比南岸大,在垂向上向上游倾斜,底层盐水入侵比表层大,高盐水位于北岸的下层。涨潮流、向陆的密度流和混合是产生盐水入侵的动力因子。科氏力使涨潮流向北岸偏转,向陆的密度流存在于底层,这种动力机制导致了盐度分布的不对称。盐度横向分布产生的斜压压强梯度力指向南岸,并随水深增加,导致底层流向南岸流动;因要满足质量守衡,在北岸因底层流的辐散产生下降流、水位下降,而在南岸因底层流的福合产生上升流、水位抬升,水位的横向分布又导致表层流向北,形成一垂向横向环流。喇叭形河口因口门内河口变宽,造成流的辐散,向海的流速减少和产生上升流,底层向陆的密度流向西流动的距离减少,口门处盐度增加,但盐水向西入侵的距离减少;河口喇叭口南岸下层也出现明显的高盐水;垂直混合增强,盐度垂向趋于均匀。