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    錢塘江涌潮對(duì)風(fēng)場(chǎng)響應(yīng)的三維數(shù)值研究

    2020-01-10 03:53:18潘存鴻汪求順潘冬子
    關(guān)鍵詞:鹽官潮差傳播速度

    潘存鴻,汪求順,潘冬子

    (1.浙江省水利河口研究院,浙江杭州 310020;2.浙江省河口海岸重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江杭州 310020)

    據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),世界上大約有450個(gè)河口存在涌潮[1]。目前,我國(guó)錢塘江、長(zhǎng)江口北支[2]、浙江椒江干流靈江和浙江鰲江河口[3]均存在涌潮,其中錢塘江涌潮強(qiáng)度大,潮景多變,且兩岸交通方便,是世界上最有欣賞價(jià)值的涌潮[4]。另一方面,錢塘江涌潮對(duì)涉水工程的破壞力極大,是引起錢塘江兩岸毀堤成災(zāi)、涉水建筑物破壞的主要原因之一。特別在臺(tái)風(fēng)期間,臺(tái)風(fēng)一方面引起外海高潮位抬高、潮差增大[5],進(jìn)而導(dǎo)致涌潮強(qiáng)度增大[6];另一方面,臺(tái)風(fēng)期間較大的局地順風(fēng)導(dǎo)致涌潮傳播速度加快,涌潮流速猛增[7]。上述兩個(gè)因素相互作用,年最大涌潮幾乎都發(fā)生在臺(tái)風(fēng)期間,此時(shí)涌潮最為壯觀,同時(shí)帶來的破壞力也最大。因此,為保護(hù)錢塘江涌潮這一寶貴的自然資源,同時(shí)緩解乃至消除其災(zāi)害,開展臺(tái)風(fēng)對(duì)錢塘江涌潮影響研究,具有十分重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

    最近10余年來,大尺度涌潮數(shù)值模型取得了突破性的進(jìn)展。潘存鴻等先后采用Godunov格式[8]和KFVS(Kinetic Flux Vector Splitting)格式[6]建立了基于三角形網(wǎng)格的“和諧”二維涌潮數(shù)值模型,模擬了涌潮形成、發(fā)展和衰減的全過程;張舒羽等[7]基于上述KFVS格式的涌潮數(shù)學(xué)模型探討了概化河道中風(fēng)況對(duì)涌潮的影響;Lu等[9]應(yīng)用WENO格式模擬了錢塘江二維涌潮;李紹武等[10]建立了準(zhǔn)三維涌潮數(shù)學(xué)模型;謝東風(fēng)等[11]應(yīng)用FVCOM模型進(jìn)行了錢塘江涌潮的三維數(shù)值模擬;程文龍等[12]研究了FVCOM模型關(guān)鍵參數(shù)并進(jìn)行了處理,改善了涌潮計(jì)算結(jié)果;汪求順等[13]應(yīng)用FVCOM模型數(shù)值研究了不同湍流模式對(duì)涌潮計(jì)算結(jié)果的影響。

    在天文潮和風(fēng)暴潮非線性耦合的臺(tái)風(fēng)暴潮數(shù)值研究方面,國(guó)內(nèi)外都取得了較大進(jìn)展。謝亞力等[14]和Guo等[15]應(yīng)用數(shù)值模型分別研究了錢塘江河口治江縮窄對(duì)杭州灣臺(tái)風(fēng)暴潮的影響。黃世昌等[16]和鄭立松等[17]分別應(yīng)用臺(tái)風(fēng)暴潮數(shù)值模型計(jì)算分析了杭州灣風(fēng)暴增水與天文潮的非線性效應(yīng);于普兵等[5]建立了杭州灣臺(tái)風(fēng)暴潮實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型,并得到了很好的應(yīng)用。

    綜上所述,涌潮和風(fēng)暴潮數(shù)值模擬研究已取得了許多成果,但臺(tái)風(fēng)暴潮對(duì)涌潮作用研究還罕見公開報(bào)道??紤]到臺(tái)風(fēng)過程中風(fēng)場(chǎng)的非恒定性和復(fù)雜性,為簡(jiǎn)化研究,本文基于FVCOM模型研究了順風(fēng)和逆風(fēng)條件下恒定風(fēng)況對(duì)涌潮的作用,分析了風(fēng)況對(duì)涌潮特征的影響。

    1 臺(tái)風(fēng)期間實(shí)測(cè)潮汐資料初步分析

    東海潮波傳入杭州灣后,因受杭州灣兩岸岸線向上游縮窄及乍浦以上床底抬升的影響,潮波能量積聚,淺水變形加劇,最終在澉浦上游形成涌潮。涌潮形成后向上游逐漸增大,在大缺口至鹽官河段達(dá)到最大,涌潮高度一般為1~2 m,最大可達(dá)3 m以上,鹽官以上涌潮逐漸減弱,涌潮最遠(yuǎn)可達(dá)聞堰以上,從起潮點(diǎn)算起,涌潮河段長(zhǎng)達(dá)120 km左右。涌潮過后的涌潮流速測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)最大為6.54 m/s,涌潮傳播速度一般為3~7 m/s[6,18]。

    鑒于臺(tái)風(fēng)期間涌潮觀測(cè)的困難及其危險(xiǎn)性,臺(tái)風(fēng)期間錢塘江涌潮實(shí)測(cè)資料非常缺乏,現(xiàn)對(duì)收集到的風(fēng)況、潮汐等相關(guān)資料作初步分析。

    1.1 臺(tái)風(fēng)對(duì)潮汐特征的影響

    1997年以后對(duì)錢塘江河口影響較大的幾次臺(tái)風(fēng)資料見表1,表中潮差與漲潮歷時(shí)的差值為實(shí)測(cè)值與天文潮的差值,潮波傳播速度為臺(tái)風(fēng)期實(shí)測(cè)值與臺(tái)風(fēng)前實(shí)測(cè)值的差值。由表1可知:① 臺(tái)風(fēng)期間,杭州灣海鹽風(fēng)向一般為ENE方向,有利于潮波上溯,導(dǎo)致杭州灣潮差增大,各臺(tái)風(fēng)澉浦潮差增大0.26~1.11 m,相對(duì)增大4.2%~22.8%。② 臺(tái)風(fēng)期間,除0509和1509臺(tái)風(fēng)外,一般情況下高、低潮位出現(xiàn)時(shí)間均提前,且高潮位出現(xiàn)時(shí)間更早,因此漲潮歷時(shí)縮短,各臺(tái)風(fēng)期間澉浦漲潮歷時(shí)縮短11~39 min,相對(duì)縮短3.3%~13.4%。③ 臺(tái)風(fēng)期間,在東北風(fēng)向作用下,潮波(涌潮)傳播速度加快,臺(tái)風(fēng)期間從澉浦到鹽官加快0.06~0.77 m/s,相對(duì)加快1.9%~26.7%。

    表1 臺(tái)風(fēng)期潮汐特征Tab.1 Tidal characteristics during typhoons

    1.2 臺(tái)風(fēng)對(duì)涌潮特征的影響

    涌潮特征與潮汐特征密切相關(guān)[6]。臺(tái)風(fēng)造成起潮點(diǎn)下游澉浦潮差增大,漲潮歷時(shí)縮短,潮波傳播速度加快,從而導(dǎo)致涌潮高度增大,涌潮流速加大,涌潮傳播速度加快。

    對(duì)于固定位置,在其他條件相同情況下,涌潮高度與當(dāng)?shù)爻辈蠲芮邢嚓P(guān),潮差越大,涌潮越強(qiáng)。根據(jù)2010年10月鹽官涌潮實(shí)測(cè)資料,鹽官涌潮高度ΔH與潮差A(yù)的相關(guān)關(guān)系為(相關(guān)系數(shù)為0.98)[19]:ΔH=0.95A-2.24。

    鹽官潮差與澉浦潮差、涌潮流速與當(dāng)?shù)爻辈罹嬖诹己玫恼嚓P(guān)關(guān)系,從而得到澉浦潮差越大,鹽官潮差越大,涌潮也越大。即臺(tái)風(fēng)促使鹽官河段涌潮增大,涌潮流速也加大。

    2 三維數(shù)值模型簡(jiǎn)介及其驗(yàn)證計(jì)算

    2.1 三維數(shù)值模型簡(jiǎn)介

    FVCOM模型的控制方程為雷諾時(shí)均的三維σ坐標(biāo)下N-S方程[20],其中垂向采用靜壓假定。

    (1)

    (2)

    (3)

    式中:t為時(shí)間;x,y和σ分別為水平和垂向坐標(biāo);ζ為水面的高度;u,v,w分別為x,y,σ方向流速;D為全水深;H為靜水深;f為科氏常數(shù);g為重力加速度;ρ0為水密度;Am為水平紊動(dòng)黏性系數(shù);Km為垂向渦黏系數(shù)。湍流方程采用修正Mellor-Yamada 2.5階紊流模型計(jì)算。τsx,τsy分別為x,y方向風(fēng)應(yīng)力,τsx=cdρa(bǔ)(u10+v10)0.5u10,τsy=cdρa(bǔ)(u10+v10)0.5v10。其中:Cd為風(fēng)的拖曳系數(shù),選用Large和Pond建立的公式進(jìn)行計(jì)算[21];ρa(bǔ)為空氣密度;u10,v10分別為x,y方向水面以上10 m的風(fēng)速。τbx,τby分別為x,y方向底部切應(yīng)力,τbx=cbρ0(ub+vb)0.5ub,τby=cbρ0(ub+vb)0.5vb,其中:Cb為底部摩阻系數(shù),根據(jù)以往研究成果,采用較小糙率系數(shù)的曼寧公式進(jìn)行計(jì)算;ub,vb分別為x,y方向床面的流速。

    對(duì)模型中的關(guān)鍵參數(shù)糙率系數(shù)和垂向紊動(dòng)系數(shù)的選取作了改進(jìn)[12],計(jì)算離散方法詳見文獻(xiàn)[20]。

    2.2 模型驗(yàn)證

    圖1 模型計(jì)算范圍Fig.1 Sketch of study area and computational domain

    模型計(jì)算范圍從下游的澉浦到上游的杭州閘口(圖1),計(jì)算域采用無結(jié)構(gòu)三角形網(wǎng)格離散,平面上共布置41 221個(gè)單元,相鄰節(jié)點(diǎn)間的最小距離為30 m,垂向上分成12層。模型驗(yàn)證采用2010年10月實(shí)測(cè)潮汐和涌潮資料,江道地形根據(jù)2010年7月實(shí)測(cè)1∶50 000地形數(shù)據(jù)進(jìn)行概化,上、下水邊界均采用實(shí)測(cè)潮位,澉浦潮差7.81 m。外模和內(nèi)模的時(shí)間步長(zhǎng)分別為0.05 和0.50 s。模型驗(yàn)證了7個(gè)潮位站的潮位過程、6個(gè)站(丁橋北和南、鹽官北和南、胡頭北和南)的涌潮過程以及5個(gè)測(cè)點(diǎn)的流速和流向過程。經(jīng)驗(yàn)證,當(dāng)曼寧糙率系數(shù)取0.006 5~0.015 0 m-1/3·s范圍時(shí)驗(yàn)證結(jié)果較好。限于篇幅,圖2僅給出了鹽官站涌潮到達(dá)前后水位和表層流速的驗(yàn)證。由圖2可知,涌潮過后約1 h內(nèi),潮位、流速變化幅度很大,盡管潮位總體上漲,但過程并不單調(diào),同樣流速跳動(dòng)也很大,比無涌潮水流復(fù)雜得多。因此,要準(zhǔn)確驗(yàn)證潮位、流速變化過程的細(xì)節(jié)非常困難。但從涌潮前后水位和流速的變化可知,建立的數(shù)學(xué)模型反映了涌潮水流的水位猛增和流速的突變過程。

    圖2 鹽官站涌潮到達(dá)前后水位和表層流速驗(yàn)證Fig.2 Validation of water level and velocity at the surface layer during the tidal bore passage at Yanguan

    3 風(fēng)對(duì)涌潮影響計(jì)算分析

    為研究風(fēng)況對(duì)涌潮的影響,以無風(fēng)作為基礎(chǔ)方案,設(shè)置了順風(fēng)(東風(fēng))和逆風(fēng)(西風(fēng))兩個(gè)方向,10,20,30 m/s 共3個(gè)風(fēng)速的6個(gè)計(jì)算方案,增加下邊界漲潮開始加風(fēng)的東風(fēng)30*方案,其余方案始終加風(fēng)。以鹽官河段作為主要研究河段,計(jì)算中采用的江道地形、水邊界條件均同驗(yàn)證計(jì)算一致。其中,風(fēng)拖曳系數(shù)Cd按下式[21]計(jì)算:

    (4)

    圖3 不同風(fēng)況鹽官潮汐特征Fig.3 Characteristics of tides under different winds at Yanguan

    3.1 風(fēng)對(duì)潮汐特征的影響

    潮汐特征特別是潮差直接影響涌潮大小。對(duì)于某一固定位置,一般潮差越大,涌潮越強(qiáng)[6]。圖3為不同風(fēng)況情況下鹽官潮汐特征。由圖3可知,順風(fēng)一般導(dǎo)致高潮位抬高,逆風(fēng)引起高潮位降低,并且風(fēng)速越大,影響越大。同樣,順風(fēng)導(dǎo)致低潮位抬高,逆風(fēng)一般引起低潮位降低,并且風(fēng)速越大,影響越大;東風(fēng)30*方案因僅在漲潮時(shí)加風(fēng),故該方案對(duì)鹽官低潮位影響不大。順風(fēng)對(duì)潮差的影響比較復(fù)雜,東風(fēng)10和東風(fēng)20方案潮差有所減小,而東風(fēng)30方案潮差有所增大,東風(fēng)30*方案潮差增大幅度最大;逆風(fēng)引起潮差減小。順風(fēng)導(dǎo)致潮差增大的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)資料在定性上一致。

    3.2 風(fēng)對(duì)涌潮高度的影響

    圖4 不同風(fēng)況鹽官涌潮高度和最大流速Fig.4 Tidal bore height and the maximum velocity under different winds at Yanguan

    圖4繪出了不同風(fēng)況下鹽官涌潮高度,圖5為順風(fēng)和逆風(fēng)情況下鹽官涌潮過程。由圖4可知,順風(fēng)促使涌潮增大,逆風(fēng)引起涌潮減小,且風(fēng)速越大,增減幅度越大;同樣風(fēng)速下,逆風(fēng)引起涌潮減小的幅度大于順風(fēng)促使涌潮增大的幅度;除西風(fēng)30和東風(fēng)30*方案外,其他方案對(duì)涌潮高度的影響不是很大,增減值大致在5%以內(nèi)。

    東風(fēng)30*方案,由于僅在下邊界澉浦漲潮時(shí)開始加風(fēng),對(duì)鹽官的低潮位抬高影響較小,故潮差增大最多,相應(yīng)地涌潮高度也增大最多。

    圖5 順風(fēng)和逆風(fēng)情況下鹽官涌潮過程Fig.5 Water level of tidal bores under favorable wind and head wind at Yanguan

    3.3 風(fēng)對(duì)涌潮流速的影響

    不同風(fēng)況下鹽官表層涌潮流速過程如圖6。由圖6可知,順風(fēng)促使涌潮流速增大,逆風(fēng)引起涌潮流速減小,且風(fēng)速越大,增減幅度越大;在同樣風(fēng)速下,逆風(fēng)引起涌潮流速減小的幅度大于順風(fēng)促使涌潮流速增大的幅度;在同樣風(fēng)速下,涌潮最大流速的變化幅度比涌潮高度變化幅度大得多,如東風(fēng)30方案,涌潮高度僅增加5%,而涌潮最大流速增大33%,西風(fēng)30方案,涌潮高度減小18%,而涌潮最大流速減小45%。

    不同風(fēng)況對(duì)涌潮流速過程的影響也不同。無風(fēng)和順風(fēng)條件下流速有2個(gè)峰值,而逆風(fēng)條件下只有西風(fēng)10方案有2個(gè)流速峰值,西風(fēng)20和西風(fēng)30方案只有1個(gè)流速峰值。

    圖6 順風(fēng)和逆風(fēng)情況下鹽官表層流速過程Fig.6 Velocity at the surface layer under favorable wind and head wind at Yanguan

    風(fēng)況對(duì)涌潮流速垂向分布影響較大,圖7和 8為順風(fēng)和逆風(fēng)情況下涌潮流速最大時(shí)刻涌潮流速垂向分布。圖中橫坐標(biāo)為相對(duì)流速,設(shè)底層流速為1。無風(fēng)條件下涌潮最大流速出現(xiàn)在表層,從表層到底層涌潮流速逐漸減小,表層流速與底層之比為1.70。

    順風(fēng)時(shí),表層最大流速增大,風(fēng)速越大,增加幅度越大,如東風(fēng)10、東風(fēng)20和東風(fēng)30方案,與無風(fēng)方案相比,表層最大流速分別增加了2%,7%和14%。而中、下層流速相對(duì)變化較小。因此,在涌潮流速最大時(shí)刻涌潮流速垂向分布更加不均勻,上述3個(gè)順風(fēng)方案表層流速與底層流速之比分別為1.75,1.82和1.99,如圖7。

    圖7 順風(fēng)情況下鹽官涌潮流速垂向分布Fig.7 Vertical distribution of tidal bore velocity under favorable wind at Yanguan

    逆風(fēng)時(shí),表層最大流速減小,風(fēng)速越大,減小幅度越大,如西風(fēng)10、西風(fēng)20和西風(fēng)30方案,與無風(fēng)方案相比,在涌潮流速最大時(shí)刻表層流速分別減小5%,44%和54%。在涌潮流速垂向分布上,西風(fēng)10方案最大流速仍在表層,表層流速與底層之比為1.62;西風(fēng)20和西風(fēng)30方案最大流速均位于中下層,且底層流速大于表層流速,表層流速與底層之比分別為0.96和0.78,如圖8。

    圖8 逆風(fēng)情況下鹽官涌潮流速垂向分布Fig.8 Vertical distribution of tidal bore velocity under head wind at Yanguan

    3.4 風(fēng)對(duì)涌潮傳播速度的影響

    為比較不同風(fēng)況下涌潮傳播速度,設(shè)無風(fēng)下涌潮到達(dá)鹽官的時(shí)間為0,圖9為不同風(fēng)況下鹽官涌潮到達(dá)時(shí)間的比較,其中“+”表示涌潮達(dá)到時(shí)間提前,“-”表示涌潮到達(dá)時(shí)間滯后??梢?,順風(fēng)促使涌潮傳播速度加快,逆風(fēng)導(dǎo)致涌潮傳播速度減慢,且風(fēng)速越大,增減幅度越大。同樣風(fēng)速下,逆風(fēng)引起涌潮傳播速度減慢的幅度大于順風(fēng)促使涌潮傳播速度加快的幅度,如東風(fēng)30方案鹽官涌潮到達(dá)時(shí)間比無風(fēng)時(shí)早11 min 57 s,而西風(fēng)30方案鹽官涌潮到達(dá)時(shí)間比無風(fēng)時(shí)遲17 min 13 s。上述結(jié)果與基于涌潮傳播速度計(jì)算公式[6]得到的結(jié)果在定性上是一致的。

    圖9 不同風(fēng)況下鹽官涌潮到達(dá)時(shí)間及傳播速度Fig.9 Arrival time and propagation speed under different winds at Yanguan

    鹽官至胡斗的涌潮傳播速度同繪于圖9,西風(fēng)30方案涌潮傳播速度最慢,為4.0 m/s,比無風(fēng)條件下慢31%;東風(fēng)30方案涌潮傳播速度最快,為7.9 m/s,約為前者的2倍,比無風(fēng)條件下快37%。其他方案的涌潮傳播速度介于上述之間。計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值在定性上一致。

    3.5 風(fēng)對(duì)涌潮潮景的影響

    錢塘江涌潮在傳播過程中,因受岸線形狀、江道地形以及涉水工程等影響形成涌潮潮景,其中最為著名的是大缺口以下的交叉潮、鹽官的一線潮和老鹽倉(cāng)的回頭潮[6]。交叉潮一般只有在江道存在中沙的條件下才能形成,由于涌潮尺度小,要準(zhǔn)確模擬二股涌潮相交,要求網(wǎng)格尺度很小,為此,本文僅模擬了一線潮和回頭潮。

    鹽官河段岸線順直,河寬幾乎相同,河床斷面近似成“U”形,因此,往往發(fā)育“一”字型的一線潮。根據(jù)前文分析,盡管風(fēng)況對(duì)鹽官河段的涌潮高度有一定影響,但影響幅度并不大。影響杭州灣的臺(tái)風(fēng)在登陸前大多為偏東風(fēng),對(duì)鹽官河段而言為順風(fēng),涌潮高度略有增大,但肉眼一般難以觀測(cè)到其變化。因此,模型計(jì)算成果與實(shí)際情況基本符合。

    涌潮傳播到老鹽倉(cāng)河段,受老鹽倉(cāng)直角岸線和丁壩的影響(見圖10),涌潮幾近正反射,圖11為代表點(diǎn)在無風(fēng)、東風(fēng)10、東風(fēng)20和東風(fēng)30等方案的涌潮及回頭潮過程。圖11中潮位過程第1個(gè)臺(tái)階為涌潮,第2個(gè)臺(tái)階為回頭潮。由圖11可知,無風(fēng)情況下涌潮高度為2.14 m,回頭潮高度為2.32 m。與無風(fēng)方案相比,順風(fēng)方案存在以下特點(diǎn):① 潮前低水位抬高,東風(fēng)10、東風(fēng)20和東風(fēng)30方案比無風(fēng)情況下分別抬高0.28,0.52和0.94 m。② 涌潮高度有所增大,東風(fēng)10、東風(fēng)20和東風(fēng)30方案比無風(fēng)情況下分別增大1%,8%和26%。③ 回頭潮高度有所增大,東風(fēng)10、東風(fēng)20和東風(fēng)30方案比無風(fēng)情況下分別增大<1%,5%和16%。④ 一方面低潮位抬高,另一方面涌潮高度和回頭潮高度均增大,因此回頭潮水位明顯抬高,東風(fēng)10、東風(fēng)20和東風(fēng)30方案比無風(fēng)情況下分別抬升0.22,0.71和1.32 m。⑤ 涌潮傳播速度加快,涌潮及回頭潮到達(dá)時(shí)間提前,在計(jì)算下邊界澉浦潮到時(shí)間相同的條件下,東風(fēng)10、東風(fēng)20和東風(fēng)30方案比無風(fēng)情況下涌潮到達(dá)時(shí)間分別提前72,450和1 195 s,回頭潮到達(dá)時(shí)間分別提前76,464和1 234 s。由于涌潮能量增大,涌潮反射后潮動(dòng)能轉(zhuǎn)化為潮勢(shì)能的能量也相應(yīng)增大,這從另一角度解釋了回頭潮水位抬高的原因。實(shí)際情況是臺(tái)風(fēng)期間,老鹽倉(cāng)回頭潮的水位明顯抬高,經(jīng)常出現(xiàn)回頭潮翻越海堤堤頂、破壞防浪墻的情況,上述計(jì)算結(jié)果反映了這一現(xiàn)象。

    圖10 老鹽倉(cāng)河段及代表點(diǎn)位置Fig.10 Location of the representative point at the Laoyancang Reach

    圖11 代表點(diǎn)涌潮及回頭潮過程Fig.11 Water level of tidal bore and back-flow bore at the representative point

    4 結(jié) 語

    本文基于三維涌潮數(shù)值模型計(jì)算分析了順風(fēng)和逆風(fēng)條件下不同風(fēng)速對(duì)錢塘江涌潮的影響,結(jié)合實(shí)測(cè)資料分析,得出的主要結(jié)論如下:

    (1)臺(tái)風(fēng)期間,在大范圍風(fēng)場(chǎng)和氣壓場(chǎng)作用下,一般起潮點(diǎn)下游澉浦潮差增大,漲潮歷時(shí)縮短,潮波傳播速度加快,從而導(dǎo)致涌潮高度增大,涌潮流速加大,涌潮傳播速度加快。

    (2)順風(fēng)作用使得涌潮高度、流速和傳播速度均增大,風(fēng)速愈大,增幅愈大。在順風(fēng)30 m/s風(fēng)況下,鹽官涌潮高度增加5%,涌潮流速增大33%,涌潮傳播速度加快37%;順風(fēng)風(fēng)速愈大,表層涌潮流速增加愈大,涌潮流速沿水深分布愈不均勻,在順風(fēng)10,20,30 m/s風(fēng)況下,表、底層流速之比分別為1.75,1.82和1.99。

    (3)在逆風(fēng)作用下,涌潮高度、流速和傳播速度均減小,風(fēng)速愈大,減小幅度愈大。在逆風(fēng)30 m/s風(fēng)況下,鹽官涌潮高度減小18%,涌潮流速減小45%,涌潮傳播速度減小31%;逆風(fēng)風(fēng)速愈大,表層涌潮流速減小愈明顯。在逆風(fēng)20和30 m/s風(fēng)況下,最大流速均位于中下層,且底層流速大于表層流速,表層流速與底層之比分別為0.96和0.78。

    (4)順風(fēng)作用導(dǎo)致老鹽倉(cāng)回頭潮更強(qiáng)。在順風(fēng)10,20和30 m/s風(fēng)況下,比無風(fēng)情況下回頭潮分別增大<1%,5%和16%。因潮前低潮位抬高,涌潮高度和回頭潮高度均增大,因此回頭潮水位明顯抬高,順風(fēng)10,20和30 m/s風(fēng)況比無風(fēng)情況下分別抬升0.22,0.71和1.32 m。這與臺(tái)風(fēng)期間老鹽倉(cāng)經(jīng)常出現(xiàn)回頭潮翻越海堤堤頂?shù)那闆r相一致。

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