Page 203 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

第 1 期 谢培等：淡澳河口—大亚湾三维潮流及海水入侵模拟 · 199 ·

其潮流特性主要受来自太平洋的潮波制约，潮位数 jp/staffs/nao99/index_En.html）。模式岸线采 用 2019
据资料（由各分潮调和常数合成得到）取自全球潮汐 年海图数字化资料 及 201 年水深实测资料。水质指
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数值模 式 NAOTID 计算结果（http://www.miz.nao.ac. 标主要选 择 COD、氨氮、T 等，水质浓度采用实测值。
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E

图 1 网格边界条件分布
Fig.1 Grid division and boundary conditions of research region

此外，为提高模型计算效率，本次模拟采用动步 6‰，淡盐水比例约为 7∶1；水体表层含盐量约为
长，基准步长设置 为 0.1 s，实际步长由模型根据实时 1.7‰，淡盐水比例约 为 16∶1。

克朗数自动调整，经统计平均时间步长约 为 1 s，平水
表 1 水动力水质参数模拟误差统计
期和枯水期稍长，丰水期稍短。 Table 1 Error analysis of simulated hydrodynamic water
1.3 参数率定验证 quality parameters
1.3.1 主要参数设置 枯水期 丰水期 平水期
指标
模型设置水平涡黏系数 为 A =A =100 m /s，扩散 R 2 相对误差% R 2 相对误差% R 2 相对误差%
2
y
x
2
−5
系数 为 1×10 m /s，粗糙高度是表征河流底板对水 水位 0.93 −1 0.90 3 0.89 5
体阻力的变量，相当于曼宁公式中的糙率，采用单元 盐度 0.87 4 0.89 −2 0.86 −7
划分法 [18 ] 求解糙率，最终取值 为 0.001～0.01 m。 氨氮 0.81 −10 0.84 8 0.80 −11
1.3.2 模型验证 COD 0.80 −18 0.82 −8 0.76 13
为保证模型的可靠性和适用性，水动力水质模 TP 0.81 14 0.80 16 0.77 −19

型验证采 用 3 组不同水期资料： 月（枯水期）、 月
6
1
（丰水期） 和 1 月（平水期）。主要水动力水质参数 2 水动力水质特征
0
验证站位为虎爪断面，计算结果表明模拟值与实测 2.1 潮流场
值均呈现较好的相关性（ 表 1）。水位和盐度模拟与
大亚湾潮流性质以不规则半日混合潮型为主，
实测值表现为强相关，相对误差小 于 5%，主要水质
由于受地形影响，外海潮波传至大亚湾内变形较大，
指标中氨氮相对误差小 于 10%，CO D 和 T 相对误
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以致潮汐日现象显著，潮波主导着水流运动，潮流动
差略高（在可接受范围之内），主要原因可能在于
力作用较弱。湾内潮流基本是顺水道（主航道）的往
CO 和 T 输入量统计不够，导致局部断面模拟浓
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D
复流 [19] ，涨潮平均流速为 0.065 m/s，落潮为 0.073
度出现一定的误差。
m/s，落潮流速比涨潮流速大，与吴仁豪等 [20 ] 的研究
淡澳河水体模拟纵向分 为 5 层，分别提取底层
结果一致。水动力模拟结果显示，淡澳河虎爪断面
（k=1）、中部（k=3）和表层（k=5）盐度数据，通过不同
的表层平均流速 为 0.153 m/s，底层平均流速 为 0.094
水层含盐量计算淡水与盐水比例。淡澳河上游含盐
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量约 为 0‰，中游含盐量约 为 15‰，下游含盐量约为 m/s，表层流速约为底层流速 的 1. 倍。涨潮流向以
35‰，河流入海区盐度高于河流上中游盐度，符合入 NW（320°）为主，落潮流向 以 SE（100°）为主，海浪以
海河流盐度分布规律。以淡澳河虎爪断面月内不同 涌浪为主，风浪为辅，平均波高 为 0.2 m，常浪向为
水层盐度分布为例（ 图 2），计算得到该断面表层、中 SE。港湾内缺少长期波浪观测资料，短期观测资料
部和底层的淡盐水比例。水体底层含盐量约为 显示， 级风时，港内水域波高 仅 0.6 m，1 级台风
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10.8‰，淡盐水比例约 为 2∶1；水体中部含盐量约为 时，波高 仅 1.3 m。