海湾水交换是近岸海洋环境科学研究的一个基本命题，对其的科学认识是合理开发利用海湾的重要基础，可为沿海工业布局、环境功能区划分、环境规划及排污口的选址等提供科学依据。大亚湾是广东省重要的天然港口和水产资源自然保护区，又是广东省重点开发区。但是近年来大亚湾污染日益加剧，局部海域水质下降，湾内生物多样性减少，渔业资源下降。研究大亚湾的水交换能力，除了保护海洋环境外，也可为人工鱼礁工程等水产土木工程方面提供基础研究。 本文基于一个成熟的水动力模型ECOM(Estuary Coastal Ocean Model)，对潮波系统驱动下的大亚湾海域潮流场进行数值模拟，为水交换计算提供了动力场，模型验证良好，并给出了潮致余流的分布。将大亚湾划分为7个子区域，采用Lagrange 质点追踪和物质输运扩散模型定量研究整个海湾和各子区域的水体存留时间、水体更新时间，比较不同子区域水体的交换能力差异；质点追踪和物质输运扩散过程的模拟结果显示，大亚湾水交换能力在很大程度了受潮致余流的影响。模拟了年平均风场下大亚湾水交换能力，比较了年平均风场作用下和仅由潮流驱动的水交换能力，表明风场对大亚湾的水交换能力有很重要的影响，大亚湾的周年平均风场有利于水交换。结果表明，仅考虑潮流作用时，大亚湾全湾的质点存留时间为87.6天，更新时间为82.5天；年平均风作用下的质点存留时间降低为26.8天，更新时间降低为26.0天；大亚湾中心部比小湾的水交换能力强，大亚湾各区域水交换能力从大到小：大亚湾东南部>中东部>西南部>湾顶，三个小湾的水交换能力，潮作用下范和港>大鹏澳>哑铃湾，风作用下大鹏澳最高；年平均风作用下表层水交换能力比底层略高。 根据研究结果，大亚湾三个小湾的水交换能力较弱，而哑铃湾沿岸为精细化工区，广东核电站位于大鹏澳沿岸，因此要做好污水处理工作，防止水质下降。排污口的选择可以参考本文余流分布图，使污水易被环流带出湾外。大亚湾夏季以南风为主，不利于水交换，因此在夏季要注意控制污水的排放量。人工鱼礁有聚集鱼群和形成特定生态系统的作用，所以对水质要求较高；设置后使用时间很长，所以必须考虑水质是否有下降的可能，因此水交换是否通畅也要作为考虑因素。大亚湾内三个小湾和湾顶的水质都有下降的潜在威胁，只有中央列岛和大辣甲以东部、虎头咀和响浪角连线以南水交换能力强，符合人工鱼礁设置的要求。