計(jì)建強(qiáng)，汪一航，王新怡，王永剛，滕　涌

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夏季黃河入海泥沙的數(shù)值模擬研究

計(jì)建強(qiáng)1，汪一航1，王新怡2，3，王永剛2，3，滕涌2，3

（1.寧波大學(xué)理學(xué)院，浙江 寧波315211； 2.國家海洋局第一海洋研究所，山東 青島 266061； 3.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室 區(qū)域海洋動(dòng)力學(xué)和數(shù)值模擬功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071）

摘要：掌握黃河入海泥沙輸運(yùn)、沉積的規(guī)律可以為渤海沿岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)劃及環(huán)境保護(hù)管理提供理論參考。本文基于FVCOM（Finite-Volume Community Ocean Model）建立了三維水動(dòng)力、泥沙耦合數(shù)值模式，利用實(shí)測(cè)水位、海流和懸沙資料，對(duì)模式進(jìn)行了檢驗(yàn)，模擬結(jié)果與觀測(cè)符合較好。利用該模式研究了2007年夏季豐水豐沙期黃河入海泥沙的輸運(yùn)過程，并對(duì)渤海懸沙空間分布特征進(jìn)行數(shù)值模擬。模式較好地再現(xiàn)了夏季黃河口入海泥沙的空間分布特征及底部沖淤狀況。結(jié)合黃河口附近的潮流和余流特征，對(duì)懸沙分布特征和底部沖淤結(jié)果進(jìn)行了分析，結(jié)果表明： 黃河入海泥沙隨余流向南和東南方向輸運(yùn)到萊州灣，在萊州灣中部向外海擴(kuò)散，很可能沿東北方向進(jìn)入渤海中部。在這個(gè)輸運(yùn)過程中，萊州灣表現(xiàn)為入海泥沙向外海擴(kuò)散的通道。

關(guān)鍵詞：FVCOM； 黃河入海泥沙； 懸移輸運(yùn)； 數(shù)值模擬

［Foundation： Pulic Science and Technology Research Funds Projects of Ocean，NO.201205001］

黃河發(fā)源于青藏高原，干流全長(zhǎng)為 5 464 km，流域面積為 7.52×105km2，是我國的第二長(zhǎng)河。近50a來，由于黃河流域降水量減少等自然原因和水庫修建等一些人為因素，黃河入海水沙急劇減少。據(jù)《黃河泥沙公報(bào)》截止到2009年，黃河利津站多年平均入海徑流量?jī)H為313.3億立方米，利津站輸沙量7.78億噸［1］。黃河通過河水注入到海洋的泥沙不僅是中國東部陸架海陸源沉積物的主要來源，而且對(duì)黃河三角洲的發(fā)育和演化，甚至整個(gè)西北太平洋的物質(zhì)交換和沉積都起到重要的作用。因此，黃河入海泥沙的運(yùn)移路徑和擴(kuò)散范圍及其對(duì)鄰近渤海、黃河沉積的影響一直備受國內(nèi)外許多學(xué)者的關(guān)注。

前人對(duì)黃河入海泥沙在渤海中的沉積懸移輸運(yùn)已作了大量的研究。早期對(duì)渤海泥沙的研究絕大多數(shù)都是基于海洋的調(diào)查資料進(jìn)行定性的分析［2-3］。江文勝［4］最初利用一個(gè)三維的懸浮顆粒物（suspended particulate materials，SPM）輸運(yùn)模型對(duì)黃河輸出的懸沙分布進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，給出了渤海表層懸沙濃度的時(shí)空分布特征，隨后就不同問題對(duì)黃河入海泥沙的懸移輸運(yùn)進(jìn)行了數(shù)值研究［5-6］。這些數(shù)值模擬工作在一定程度上給出了渤海表層懸沙濃度的時(shí)空分布特征，但并未說明黃河入海泥沙在渤海中的輸運(yùn)過程。王開榮等［7］利用統(tǒng)計(jì)方法，基于實(shí)測(cè)資料，對(duì)黃河河口泥沙的輸移和分布規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的探討總結(jié)。王海龍等［8］運(yùn)用 ECOMSED模擬了黃河口入海泥沙，分析了渤海懸沙移運(yùn)的季節(jié)性變化。王厚杰等［9］研究了黃河口潮流切變峰對(duì)泥沙輸運(yùn)的作用。一些學(xué)者也慢慢開始探討波浪作用下懸沙的運(yùn)動(dòng)特征。韓丹岫等［10］試驗(yàn)研究了波浪作用下細(xì)顆粒泥沙的懸移特性。騰涌等［11］研究了波浪在對(duì)渤海懸沙的懸浮輸運(yùn)中所起的關(guān)鍵作用。近幾年， 對(duì)黃河入海泥沙的輸運(yùn)研究越來越細(xì)致。邊昌偉［12］運(yùn)用ROMS數(shù)值模式對(duì)中國近海泥沙在東中國海的輸運(yùn)和沉積過程進(jìn)行了研究，認(rèn)為黃河泥沙可以常年輸運(yùn)到南黃海。龐重光等［13-14］分析了渤海表層懸沙分布的時(shí)空分布，并進(jìn)一步討論了其動(dòng)力成因。綜上，利用數(shù)值模擬方法研究黃河河口潮流和入海泥沙輸運(yùn)過程也已取得了很大進(jìn)展，但伴隨著黃河入海徑流量及輸沙量的變化以及黃河河口地形的不斷變遷，致使該區(qū)域的水動(dòng)力及泥沙沖淤問題復(fù)雜多變，因此利用數(shù)值模式針對(duì)性開展具體時(shí)段的黃河入海泥沙的數(shù)值模擬研究尚需進(jìn)一步加強(qiáng)。

本文在李秉天等［15］構(gòu)建的渤海海域潮波模式基礎(chǔ)上，通過考慮較完備的水動(dòng)力和沉積動(dòng)力過程（海浪、潮汐、潮流、表面風(fēng)強(qiáng)迫、徑流、泥沙再懸浮等），數(shù)值研究了2007年夏季黃河豐水豐沙期入海泥沙的輸運(yùn)和沉積規(guī)律以及渤海懸沙濃度的空間分布特征。

1　模型介紹及其配置

1.1模型介紹

非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限體積法海洋數(shù)值模型（Finite-Volume Community Ocean Model，F(xiàn)VCOM）是美國麻州大學(xué)海洋科學(xué)技術(shù)學(xué)院陳長(zhǎng)勝所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)，水平方向采用非結(jié)構(gòu)三角形網(wǎng)格，垂直方向采用σ坐標(biāo)系來體現(xiàn)不規(guī)則的底部邊界，能夠較好地?cái)M合了渤海曲折的海岸線和復(fù)雜的地形。同時(shí)，采用基于干濕判別方法來處理潮灘移動(dòng)邊界［16］。

FVCOM中的泥沙模型 FVCOM-SED是基于CSTM（Community Sediment Transport Mode）的泥沙模型，具有許多先進(jìn)的特性，如考慮波浪，活動(dòng)表層，考慮底部沙紋對(duì)粗糙度等的影響。模式可以將泥沙按徑粒大小分組，按有無黏性分類，根據(jù)海床底質(zhì)的不同，可以將海床沿垂向進(jìn)行分層。FVCOM-SED不但可以考慮懸移質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)，而且也可以兼顧推移質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)。

FVCOM 模型中懸移質(zhì)泥沙計(jì)算采用濃度擴(kuò)散方程如下：

其中，Ci為第i類泥沙的懸浮泥沙濃度，AH為水平渦黏性系數(shù)，KH為垂向渦黏性系數(shù)，wi為第i類泥沙的沉降速率，x、y、z分別為坐標(biāo)軸東向，北向和垂向的分量，u、v、w分別為x、y、z方向上的速度矢量。模式開邊界條件：其中，E和D分別為沉積物的再懸浮和沉積通量。

FVCOM 的泥沙模塊根據(jù)海床底質(zhì)的不同，可以將海床沿垂向分層。底部泥沙層在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)隨著泥沙的侵蝕和沉降進(jìn)行變化，在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)計(jì)算開始時(shí)刻，會(huì)先計(jì)算泥沙頂層的活躍層厚度z，如果底部泥沙表層的厚度小于z，則從下面一層進(jìn)行補(bǔ)充，然后對(duì)底部泥沙進(jìn)行重新分層。如果表層泥沙的沉降厚度大于指定厚度，則重新更新泥沙表層，即將原來的表層變?yōu)榈诙?，沉積增加的厚度指定為第一層。

本模式中海浪通過FVCOM-SED的DWAVE_ OFFLINE選項(xiàng)參與流和泥沙計(jì)算。采用的海浪數(shù)據(jù)源自騰涌等［11］的模擬結(jié)果。其利用SWAN（Simulating Waves Nearshore）模式對(duì)渤海區(qū)域 2007年海浪進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值符合較好。

1.2水深數(shù)據(jù)來源

在數(shù)值模擬中，水深是至關(guān)重要的基礎(chǔ)資料。為了較真實(shí)的反映渤海近海地形，本文應(yīng)用李秉天等［15］融合得到的2002年渤海水深資料，該水深資料是利用海軍司令部航海保證部出版的渤海及黃海北部海圖和萊州灣海圖，通過對(duì)海圖進(jìn)行數(shù)字化處理和基準(zhǔn)面訂正，并結(jié)合渤海其它海域水深、岸線資料，最終融合得到的研究區(qū)域的水深資料及岸線資料（圖1）。

圖1　渤海水深（單位： m）示意圖及觀察站分布Fig.1　The depth（units： m）in meters of the Bohai Sea and observation stations

1.3模型配置

本文計(jì)算海區(qū)為 117.5°～122.5°E，37°～41°N（圖1），模型采用無結(jié)構(gòu)的三角形網(wǎng)格系統(tǒng)，在垂直方向采用σ坐標(biāo)，垂向分 6層。計(jì)算區(qū)域共包含 58 977個(gè)三角單元，30 155個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，開邊界為 122.5°E經(jīng)線，開邊界節(jié)點(diǎn)數(shù)為38個(gè)。FVCOM模型采用內(nèi)外模分離的方式求解，二維外模數(shù)值格式是基于三角形網(wǎng)格的有限體積法，將連續(xù)方程和動(dòng)量方程在三角形單元內(nèi)積分后，通過改進(jìn)的四階龍格庫塔方式求解。三維內(nèi)模的動(dòng)量方程采用簡(jiǎn)單的顯式和隱式相結(jié)合的差分格式求解。為了研究黃河入海泥沙，對(duì)黃河口及萊州灣進(jìn)行了加密，水平分辨率小于500 m，較好的擬合了岸線。水動(dòng)力模塊中參數(shù)設(shè)置： 開邊界（122.5°E）處水位（主要考慮M2、S2、K1、O1四個(gè)主要分潮）由T_tide［17］預(yù)報(bào)程序給出，模式時(shí)間步長(zhǎng)為1 s，底摩擦系數(shù)設(shè)置為 0.001 3。本文采用正壓模式，假設(shè)海洋是靜止的，水位初始值設(shè)為0，所有三角單元中心點(diǎn)的水平和垂向流速為0，整個(gè)海域內(nèi)溫度和鹽度均取常數(shù)。風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)采用NCEP2資料（http： //www.cdc.noaa.gov/cdc/data.ncep.reanaly-sis2.html）。

泥沙模塊中的參數(shù)設(shè)定： 據(jù)《中國河流泥沙公報(bào)》，黃河入海泥沙粒徑設(shè)為0.02 mm，2007年8、9月黃河徑流量及泥沙濃度分別為： 1 350 m3/s，12.65 kg/m3，1 264 m3/s，10.34 kg/m3，臨界啟動(dòng)應(yīng)力為0.15 N/m2。各泥沙參數(shù)如表1所示。

表1　模型參量設(shè)置Tab.1　The parameter settings of the model

泥沙耦合模式初始水位、流場(chǎng)、海浪場(chǎng)和泥沙含量場(chǎng)都設(shè)位0，計(jì)算初始時(shí)間為2007年8月1日0時(shí)，結(jié)束時(shí)間為2007年9月31日24時(shí)，內(nèi)模時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)為1s。

2　模型檢驗(yàn)

2.1水動(dòng)力檢驗(yàn)

前人針對(duì)渤海潮波系統(tǒng)已經(jīng)開展了很多數(shù)值模擬工作，基于 FVCOM模式的潮波模擬結(jié)果也較為理想。尼建軍等［18］基于FVCOM模擬了渤海的潮波，并驗(yàn)證了 M2、S2、K1、O1四個(gè)分潮。李秉天等［15］已給出了潮汐調(diào)和常數(shù)的驗(yàn)證結(jié)果，模擬結(jié)果較為準(zhǔn)確。本文進(jìn)一步收集了渤海海域 3個(gè)潮位站的實(shí)測(cè)水位資料和6個(gè)連續(xù)站的實(shí)測(cè)海流資料（站位見圖1），將模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對(duì)模擬的水位和潮流進(jìn)行了驗(yàn)證。潮流驗(yàn)證均采用表層流速，其它層的對(duì)比結(jié)果基本一致。

由圖2可見，模擬的水位與實(shí)測(cè)水位吻合程度良好，數(shù)值模擬結(jié)果能較好地重現(xiàn)渤海真實(shí)的潮位變化情況。將模式模擬的海流東分量和北分量與6個(gè)觀測(cè)站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比（如圖 3），模擬海流與實(shí)測(cè)海流具有較好的一致性，較為準(zhǔn)確地模擬出了漲急和落急的流速及對(duì)應(yīng)的時(shí)刻?？偟膩碚f模擬得到的水動(dòng)力場(chǎng)作為研究泥沙運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)場(chǎng)是可靠的。

2.2泥沙模型驗(yàn)證

因渤海懸沙濃度場(chǎng)具有季節(jié)穩(wěn)定性［19］，本文利用2007年夏季的模擬結(jié)果來分析夏季黃河口附近的泥沙輸移規(guī)律。對(duì)表層懸沙含量而言，模型基本上反映了夏季黃河口附近表層泥沙的空間分布狀況（圖4）。本模式模擬的黃河口附近懸沙濃度的空間分布狀況與王海龍等［8］的大致相同。

利用收集的2007年9月1日32個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（如圖4所示）的實(shí)測(cè)懸沙數(shù)據(jù)，對(duì)本模式模擬的結(jié)果作進(jìn)一步的驗(yàn)證。通過對(duì)比表層泥沙濃度的實(shí)測(cè)值與模擬值（圖5和表2）發(fā)現(xiàn)，模擬值要比實(shí)測(cè)值要小一些，但兩者的量級(jí)一致，差值也在可接受范圍?？梢姡M懸沙濃度與實(shí)測(cè)濃度基本吻合，表明建立的泥沙模型是合理的，能夠較好的模擬渤海區(qū)域的泥沙運(yùn)動(dòng)，用來研究夏季黃河入海泥沙的沉積和輸運(yùn)過程是可信的。

3　夏季黃河泥沙輸運(yùn)過程

3.1夏季渤海懸沙分布特點(diǎn)

總體來看（圖 6），在浪流的共同作用下，夏季渤海懸沙濃度分布的總體趨勢(shì)是由岸向海逐步降低，近海海域的泥沙濃度高于海區(qū)中央，而近海海域的泥沙濃度也隨區(qū)域的不同有很大的差別，遼東灣懸沙含量較高，最大能達(dá)到 200 mg/L，而秦皇島海域附近懸沙濃度非常低，大都在1 mg/L左右。黃河入

海口附近存在一個(gè)高濃度區(qū)。黃河現(xiàn)行流路清 8口外的懸沙濃度最高，這是黃河入海泥沙直接輸入的結(jié)果。夏季，黃河處于豐水豐沙期，徑流量及輸沙量最大，攜帶大量泥沙入海，并向萊州灣西部擴(kuò)散。由于本模式在陸源入海泥沙方面只考慮了黃河的作用，因此其他海域的懸沙來源主要是波浪和潮流共同作用造成的底部沉積物再懸浮的結(jié)果。其他海域的懸沙分布基本與底部切應(yīng)力相吻合（圖 7），底部切應(yīng)力較大海域的懸沙含量也比較高，如遼東灣東岸以及

渤海灣，而底部切應(yīng)力小的海域懸沙含量普遍偏低，如秦皇島附近海域及渤海中部海盆。夏季在沒有大風(fēng)過程影響的情況下渤海底部切應(yīng)力相對(duì)較小，泥沙的再懸浮作用較弱，因此除黃河口和遼東灣東部海域外其他海域的懸沙濃度一般在10 mg/L以下。

圖2　模擬水位與實(shí)測(cè)水位對(duì)比Fig.2　Comparison of elevation between simulation and observation

表2　懸沙濃度對(duì)比Tab.2　Comparison of suspended sediment concentration between simulation and observation

續(xù)表

圖3　實(shí)測(cè)潮流與模擬潮流對(duì)比Fig.3　Comparison of velocity between simulation and observation

3.2黃河入海泥沙的擴(kuò)散與運(yùn)移

圖4　2007年夏季黃河口附近懸沙濃度（a，單位： mg/L）模擬結(jié)果及觀測(cè)站位分布（b）Fig.4　Simulation of suspended sediment in the summer of 2007 near the estuary（a，units： mg/L）and observation stations（b）

圖5　懸沙實(shí)測(cè)與模擬散點(diǎn)圖Fig.5　Scatterplot of simulation and observation

圖6　夏季模擬表層懸沙濃度Fig.6　The simulation of surface suspended sediment

圖7　底部切應(yīng)力Fig.7　The bottom of shear stress concentration

早期研究表明，在黃河口附近，泥沙主要向東及東北方向運(yùn)移，最終進(jìn)入渤海中部［20］； 也有學(xué)者提出黃河泥沙入海后主要向東南方向淤積，其中細(xì)顆粒部分大部分最終轉(zhuǎn)向北偏東方向擴(kuò)散到外海［21］；還有學(xué)者認(rèn)為黃河口外懸浮體，一部分向北進(jìn)入渤海灣，另外一部分進(jìn)入萊州灣并沿萊州灣東北沿岸進(jìn)入渤海海峽［4］。近幾年，隨著對(duì)黃河入海泥沙研究的深入，一些學(xué)者對(duì)入海泥沙的輸運(yùn)過程有了新的看法，認(rèn)為黃河泥沙在進(jìn)入渤海海域以后總體是朝向遼東灣西側(cè)海岸擴(kuò)散，主要沉積區(qū)域是黃河口附近［22］。針對(duì)夏季黃河入海泥沙，有學(xué)者認(rèn)為懸沙以黃河口為中心，北向渤海灣南岸，南向萊州灣西岸擴(kuò)散輸運(yùn)，并迅速沉積［13］； 也有學(xué)者認(rèn)為黃河泥沙沿山東半島向東沉積，沉積中心在20～30 m等水深線，潮致混合引起的夏季逆時(shí)針環(huán)流是決定黃河物質(zhì)沿山東半島向東輸運(yùn)的關(guān)鍵［23］。

從本文計(jì)算的黃河口附近懸沙濃度空間來看（圖4），黃河口存在高濃度懸浮泥沙區(qū)，濃度超過 1 000 mg/L，出了高濃度區(qū)后懸沙濃度迅速降低，普遍低于5 mg/L。從東西方向泥沙濃度變化來看，距離河口大約20 km處，泥沙濃度變化梯度很大，這主要是因?yàn)辄S河口的懸沙運(yùn)移主要受潮流和余流的控制（圖8）。該區(qū)域的潮流為典型的往復(fù)流，主流向與岸線平行，漲落潮方向?yàn)闁|南向，落潮流方向?yàn)槲鞅毕?，漲潮流歷時(shí)大于落潮流歷時(shí)。黃河入海泥沙被沿岸的往復(fù)流挾帶，沿平行岸線方向南北往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這是造成黃河口附近一直存在高濃度懸沙的主要原因，并限制了黃河入海泥沙向外海方向擴(kuò)散和運(yùn)移。模擬結(jié)果表明，夏季黃河入海泥沙并沒有直接向東擴(kuò)散到海灣中部。

圖8　黃河口余流分布Fig.8　Residual current near the Yellow River estuary

1： 黃河口逆時(shí)針環(huán)流； 2： 黃河口順時(shí)針環(huán)流

1： Counterclockwise residual circulation； 2： clockwise residual circulation

從南北方向濃度變化來看，泥沙濃度沿清水溝以南的萊州灣西岸往萊州灣內(nèi)灣呈逐步降低的趨勢(shì)，但不同于東西方向，水體中的懸浮泥沙濃度變化梯度明顯小于東西方向。泥沙濃度南北方向上的遞減趨勢(shì)與萊州灣內(nèi)的余流方向一致（圖8）。而萊州灣其他海域懸沙濃度比較低，可見萊州灣的懸沙主要受黃河入海泥沙的影響，水動(dòng)力引起的底部泥沙再懸浮作用很小，并且進(jìn)入萊州灣的泥沙并沒有持續(xù)向?yàn)稠敂U(kuò)散。在余流的作用下，夏季來自黃河的泥沙沿萊州灣西岸向南輸移，然后向?yàn)晨谥胁繑U(kuò)散，達(dá)到灣口中部區(qū)域后也未向?yàn)稠斶\(yùn)移。

圖9是模擬的2007年夏季8月1日～10月1日的渤海底部沖淤結(jié)果。由圖9可見，黃河三角洲的沉積率非常的大，夏季黃河入海泥沙很大一部分直接沉積在河口附近，只有很少一部分泥沙通過余流向外擴(kuò)散。除黃河口及萊州灣的其他海域，懸沙濃度分布（圖 6）與底部沖淤模擬結(jié)果（圖 9）之間存在非常好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，懸沙濃度高的區(qū)域一般表現(xiàn)為侵蝕狀態(tài)，而懸沙濃度低的區(qū)域一般表現(xiàn)為沉積。這是因?yàn)槟Ｊ街羞@些海域的懸沙都來自于底部泥沙的再懸浮。萊州灣西岸與萊州灣東岸的沖淤明顯不同，萊州灣西岸及附近海域?yàn)槌练e區(qū)，但沉積不是很大，大致在1 cm以下； 萊州灣東岸及萊州灣中部為侵蝕。可見，夏季黃河口入海泥沙向南進(jìn)入到萊州灣，最后只有很小的一部分在輸運(yùn)過程中沉積在萊州灣西岸的附近海域，大部分都沒有沉積在此，萊州灣主要表現(xiàn)為黃河入海泥沙向外海輸運(yùn)的通道。夏季黃河入海泥沙隨余流進(jìn)入到萊州灣，最后在萊州灣中部向外海擴(kuò)散，并可能沿東北方向進(jìn)入渤海中部。

圖9　2007年夏季渤海底部沖淤模擬結(jié)果Fig.9　Simulation results of eroded or deposited sediment in the Bohai Sea in the summer of 2007

總的來說，黃河入海懸浮體的分布和運(yùn)移主要受潮流和余流的控制。受往復(fù)潮流的影響，在河口附近形成懸沙高濃度區(qū)。平行岸線的往復(fù)流還限制了泥沙向東的直接擴(kuò)散。在余流作用下，黃河入海泥沙主要沿正南和東南方向進(jìn)入萊州灣，并在萊州灣中部向外海擴(kuò)散。

4　結(jié)語

本文成功應(yīng)用 FVCOM（3.16）建立了三維水動(dòng)力、泥沙耦合數(shù)值模式，并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模式進(jìn)行了驗(yàn)證，模擬了2007年夏季黃河入海泥沙的輸運(yùn)過程。通過對(duì)渤海泥沙的模擬計(jì)算，很好的展現(xiàn)了夏季懸沙的空間分布特征和底部沖淤結(jié)果。通過對(duì)懸沙分布特征和底部沖淤結(jié)果的分析，并結(jié)合黃河口附近的潮流和余流，從整體上得到了2007年夏季黃河入海泥沙的輸運(yùn)特征：

1）黃河泥沙的輸運(yùn)主要受余流的控制；

2）夏季豐水豐沙期，黃河挾帶的沉積物進(jìn)入海洋后，在潮流作用下，不能形成長(zhǎng)距離的輸運(yùn)狀態(tài)，絕大多數(shù)泥沙沉積在黃河口附近。懸沙受往復(fù)潮流的影響，在河口附近形成懸沙高濃度區(qū)；

3）黃河入海泥沙未沉積的部分隨余流向南和東南方向輸運(yùn)到萊州灣，且并沒有在此沉積，由萊州灣中部向外海擴(kuò)散，很可能沿東北方向進(jìn)入渤海中部。在這個(gè)輸運(yùn)過程中，萊州灣主要表現(xiàn)為黃河口入海泥沙向外海擴(kuò)散的通道。

同時(shí)，本文還存在一定的不足，比如模式是正壓的，無法考慮溫鹽對(duì)泥沙動(dòng)力過程的影響。當(dāng)前只模擬了夏季黃河口入海泥沙的沖淤狀況，尚無法給出黃河口入海泥輸移的全過程。在今后的研究工作中，將進(jìn)一步完善模式，考慮斜壓過程，開展季節(jié)甚至年際尺度的模擬，從整體上把握黃河入海泥沙的時(shí)空變化規(guī)律。

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A numerical study of the transport process of Yellow River sediment in summer

JI Jian-qiang1，WANG Yi-hang1，WANG Xin-yi2，3，WANG Yong-gang2，3，TENG Yong2，3
（1.Faculty of science，Ningbouniversity，Ningbo 315211，China； 2.The First Institute of Oceanography，SOA，Qingdao 266061，China； 3.Laboratory for Regional Oceanography and Numerical Modeling，Qingdao National Laboratory for Marine Science，Qingdao 266071，China）

Received: Feb.24，2016

Key words:FVCOM； Yellow river sediment； suspended transport； numerical model

Abstract:We established a three-dimensional hydrodynamic and sediment coupled numerical model on the basis of FVCOM（3.1.6）.The model results were validated by sea level，sea currents，and suspended sediment data，showing satisfactory agreement.A numerical study was conducted on the sediment transport process in the summer of 2007.The model results suggested that the sands carried by the Yellow River were conveyed by residue currents.The sands were transported to the Laizhou Bay in the southerly and southeasterly directions and then to the middle of the Bohai Sea.

中圖分類號(hào)：P731.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-3096（2016）03-0118-10

doi：10.11759/hykx20160224001

收稿日期：2016-02-24； 修回日期： 2016-03-18

基金項(xiàng)目：海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201205001）

作者簡(jiǎn)介：計(jì)建強(qiáng)（1990-），男，碩士，主要從事潮汐潮流的數(shù)值模擬計(jì)算 ，泥 沙輸運(yùn) 的 模 擬研究 ，電話： 0532-88962702，E-mail：jijq0306@sina.com； 汪一航，通信作者，副教授，主要從事潮汐潮流的數(shù)值模擬計(jì)算，電話： 0574-87600744 ，E-mail： wangyihang@nbu.edu.cn