磨刀门水道垂向盐水楔及其流动的二维精细模拟(2)

　　涨潮时的垂向盐度和速度计算值与实测值对比见图3.由图3（a）可知，计算盐度值在表层比实测值略大，在底层略小，相差不大，吻合得较好.计算盐水楔的间断面与实际间断面位置基本一致，都在水深4.5 m左右处，只是计算盐水楔在间断面处的变化比实测值略慢，即计算盐水楔间断面比实际略厚.由图3（b）可知，实测值比计算值大，尤其是表层和中部.在中部实测最大速度为1.0 m/s左右，而计算速度最大值不到0.5 m/s，相差比较大.计算结果体现出涨潮阶段在盐水上溯产生斜压力作用下，速度垂向分布底部大于表层的宏观特点，但计算速度最大值出现的位置相对于实测速度最大值出现的位置偏低，实测速度最大值出现在水深4.5 m左右，也就是对应盐水楔间断面的位置，而计算速度最大值在水深2.5 m左右出现. 

　　在有盐水楔的河道中，不论涨潮阶段还是落潮阶段，计算垂向速度分布虽然受到盐水上溯斜压力的作用，宏观特征变化与实测垂向速度分布变化相一致但差别仍很大.以涨潮阶段为例，实测速度最大值总是出现在盐水楔间断面附近，表明在间断面处水体应该受到较大加速度的作用，也就是说盐水楔间断面处产生最大的斜压力. 

　　什么造成可维持数小时的盐水垂向间断面快速运动现象产生？在盐水楔间断面处实测速度垂向分布流速增大的力学原因是什么？在数值模拟计算的假设中到底丢掉了什么？由实测速度垂向分布在盐水楔间断面处有最大值这一观测结果说明，当磨刀门水道大潮涨潮时盐水楔间断面处会产生一个间断面附加斜压力. 

　　关于造成盐水楔间断面快速运动的附加斜压力的问题有待更深层次的研究. 

　　4结束语 

　　建立河口垂向二维盐水上溯的精细模拟方法，针对磨刀门水道对应大潮一天的流动情况进行数值模拟计算，得到在整个河道中盐水楔的运动情况.计算结果表明，本文方法能够在涨潮阶段很好保持盐水楔间断面的结构，与实测结构基本吻合；而落潮阶段盐水楔间断面结构溃灭，盐水垂向连续分布，与实测情况基本一致.涨潮时计算速度垂向分布可以反映出盐水楔产生的斜压力影响，在盐水楔中底层流速较大、表层流速较小，但最大流速值偏小，位置比实测偏低.落潮计算速度在表层达到最大值，与实测流速分布基本一致，但底部流速比实测流速大，也就是说落潮时的流速垂向分布计算值没有实测值变化率大.在实测中涨潮时的最大流速位置在盐水楔间断面处，说明盐水楔强间断面处有较大的加速度，可能在盐水楔强间断面处有附加斜压力作用. 

　　参考文献： 

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