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海湾水交换是海洋环境科学研究的一个基本课题,水交换能力的强弱直接关系到海湾环境质量的优劣。研究海湾水交换是研究海湾环境容量基础,是合理部署近岸产业、控制和优化沿岸排污的科学依据,是实现海湾环境与经济协调发展的有力保证。本文利用delft3D软件中的Flow模块,以溶解态的保守物质作示踪剂,在三维斜压水动力模型的基础上,建立对流—扩散型的海湾水交换数值模型模拟象山港水交换过程,研究象山港整体与外海之间水体交换特性。并对象山港进行分区,采用水交换关联矩阵法来研究各个区域之间的水交换情况。主要研究成果和结论有：(1)象山港水交换速度的区域性变化较大。水体半交换时间自象山港口门向湾顶逐渐增加,西沪港内水体半交换时间较西沪港口门附近水域长,平均滞留时间的空间分布态势和半交换时间基本相同。象山港口门附近水域,水交换速度快,其半交换时间小于5天,平均滞留时间在15之内。西沪港口门东侧水体半交换时间为15～20天,平均滞留时间为25天。西沪港内半交换时间和平均滞留时间比口门外长约5天。乌沙山附近水体半交换时间为25天,平均滞留时间为30天。湾顶水交换速度缓慢,铁港和黄墩港内水体半交换时间在30～35左右,平均滞留时间约为35-40天。(2)通过对比正压和斜压两种水动力模式下的水交换情况可知斜压动力对象山港狭湾内段的水交换影响较大,重力环流、水体层化等使得水交换速度明显加快。斜压模式下狭湾内段平均滞留时间和半交换时间较正压模式下短1-4天。狭湾外段主要受平流和潮弥散的控制,斜压动力对其水体交换的影响较弱,两种模式下平均滞留时间及半交换时间相差都很小。(3)通过分析水交换矩阵可知,象山港中Ⅰ区与湾外水的水交换速度最快,模式运行15天时,交换率就达到85%。Ⅶ区与湾外水的水交换速度最慢,模式运行15天时,交换率约为10%；80天时,交换率约为90%。Ⅵ区(黄墩港)、Ⅲ区(西沪港)和Ⅶ区(铁港)内水体与外海水之间的水交换速度缓慢,但与区域外水体之间的交换速度要明显快于其他几个海区。Ⅵ区中水体与区域外水体交换速度最快,15天时Ⅵ区中原有水体所占比重为1.5%,60天时为0.3%。与区域外水体交换速度最慢的是Ⅳ区,15天时Ⅳ区中原有水体所占比重为22.7%,60天时为4.4%。西沪港、黄墩港和铁港三个内港口门较窄,从内港流出的水体与港外水体混合后只有少数部分再流回原来的内港或别的内港,并且这个三个内港潮滩面积广阔,水体含量较少,所以水交换矩阵中三个内港中相互交换的水量很少。