【摘 要】
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进入21世纪,我国高度重视海洋资源的开发和利用,推动了海水养殖业的快速发展,同时也给水环境带来了一系列的问题。海湾的海陆相互作用常伴随着水沙、污染物、营养盐等物质输运。而海湾的物质输运过程主要受到动力场的影响,所以了解水动力过程具有重要的意义。由于动力场受潮流、盐淡水和径流等因素影响,不同区域的水动力过程存在显著的差异。以往的动力学研究主要关注主槽方向的水动力过程,对于横向过程的研究较少。随着研究
【基金项目】
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国家自然科学基金青年基金“潮流底边界层对养殖网箱的响应规律及其物理机理研究”（42106002）； 国家重点研发计划“海洋牧场聚鱼增殖模式集成创新示范”（2020YFD0900804）；
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进入21世纪,我国高度重视海洋资源的开发和利用,推动了海水养殖业的快速发展,同时也给水环境带来了一系列的问题。海湾的海陆相互作用常伴随着水沙、污染物、营养盐等物质输运。而海湾的物质输运过程主要受到动力场的影响,所以了解水动力过程具有重要的意义。由于动力场受潮流、盐淡水和径流等因素影响,不同区域的水动力过程存在显著的差异。以往的动力学研究主要关注主槽方向的水动力过程,对于横向过程的研究较少。随着研究发展,学者们发现横向流（垂直于主槽方向的流动）对于近海横向动量和物质输运扮演重要作用。由于潮汐是近海动力场的最重要驱动力之一,周期性的潮流运动与横向流通常相伴发生,所以横向流的物质输运过程很大程度上取决于其垂向空间结构。横向流的垂向空间结构主要受到其驱动机制的影响,而层化也能够影响横向流的垂向空间结构。近年来,针对近海水域不同层化条件下横向流结构的研究取得诸多进展,发现潮汐应变能够影响水体的混合-层化状态,并得出了强层化条件下潮汐应变对横向流垂向空间结构具有调控作用。但是,对于层化强度较弱的海湾潮汐应变如何调控横向流的垂向空间结构仍然缺乏认识。象山港是层化强度较弱的海区,湾内潮汐应变现象显著。象山港是我国重要的养殖区,湾内水动力过程与污染物、营养盐等物质输运相关,因此养殖区的水环境以及动力场是海湾研究的重要内容。以象山港为例,探讨象山港的横向过程,能够丰富近海动力学的研究内容。本研究基于现场观测资料,分析象山港内湾潮汐现象及其层化强度,研究横向流的变化特征,并进一步探讨横向余环流的变化特征,讨论潮汐应变对横向流及其余环流垂向空间结构的调控机理,得出以下结论:（1）象山港内湾具有明显的潮汐现象。大潮期间的最大潮差可达5.0 m。其中,大潮（4M2）期间,潮汐呈现出日不均等现象,最大潮差约为4.6 m;大潮（2M2）期间,潮汐没有呈现出日不均等现象,最大潮差约为3.8 m;大小潮过渡期间,潮汐呈现出日不均等现象,最大潮差约为3.7 m。（2）象山港为层化强度较弱的海区。大潮（2M2）期间,盐度的变化范围在25.30~26.20之间,表底层最大盐度差约为0.24;大小潮过渡期间,盐度的变化范围在23.50~24.20之间,表底层最大盐度差约为0.33。（3）象山港内湾横向流的垂向空间结构明显受到潮汐应变的调控。由于潮汐应变现象主要受到潮流的影响,当潮流在最大涨潮时约为0.80 m/s,潮汐应变现象显著;当潮流在最大涨潮时约为0.60 m/s时,潮汐应变受到抑制。结果显示,大潮（4M2）期间,当潮流在最大涨潮时约为0.80 m/s时,涨潮时较强的垂向混合使得横向流在高高潮时表现为一层结构;当潮流在最大涨潮时约为0.60 m/s时,涨潮时较弱的垂向混合使得横向流在低高潮时表现为两层结构;落潮时垂向混合较弱,横向流在低潮时表现为两层结构。大潮（2M2）期间,潮流在最大涨潮时约为0.80 m/s,涨潮时较强的垂向混合使得横向流在高潮时表现为一层结构;落潮时垂向混合较弱,横向流在低潮时表现为两层结构。大小潮过渡期间,潮流在最大涨潮时约为0.60 m/s,垂向混合在涨落潮时都较弱,所以横向流在高低潮时都呈现出两层结构。此外,大潮（4M2和2M2）期间,横向流强度和历时呈现出明显的高低潮不对称性。大小潮过渡期间,横向流历时的高低潮不对称性被打破,但是其强度的高低潮不对称性依然存在。（4）受横向流历时和强度的高低潮不对称性影响,象山港内湾横向余环流呈现出上层向南、下层向北的两层结构。由于潮汐应变在不同潮周期内存在差异,横向余环流的反转深度自大潮（4M2和2M2）到大小潮过渡期间呈现出上升的趋势。其中,大潮（4M2和2M2）期间横向余环流的反转深度在水体中部附近,大小潮过渡期间其反转深度在水体偏上的1/3处。
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