1、本科毕业论文（20 届）螺头水道输沙特征研究所在学院 专业班级 海洋科学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目 录中文摘要 1ABSTRACT 2引言 31.螺头水道海域 42.潮汐与潮流 52.1 站点潮位观测 52.2 单宽流量、潮量观测 62.3 测区潮位与潮流关系的分析 82.4 实测最大流速(流向)的统计与分析 93.泥沙研究 3 113.1 泥沙测取与分析 113.2 泥沙分布 113.3 含沙量的垂向变化 123.4 含沙量出现频率 143.5 单宽输沙率、输沙量 154.讨论与结论 17参考文献 18文献翻译 20附录（英文原文） 29致谢 4 351摘要本文根
2、据浙江舟山群岛海域螺头水道的潮汐潮位、含沙量垂向分布及单宽输沙量等水文数据资料，以潮汐水流运动为出发点，对螺头水道的输沙特性进行分析，得出了一系列规律与相关的性质。通过布置在螺头水道两端的垂线大、中、小潮全潮同步综合水文测验，收集测区海域多种海洋水文要素，经计算、统计、资料整编，得到各潮位站潮位大小及涨潮落潮时间、潮流流速和流向、含沙量（悬沙）等多种测定结果，并以此分析测区海域水文要素的时空分布特征和潮流、泥沙运动规律。从而推测该海区泥沙输移与潮汐运动的关系。关键词 ：螺头水道；泥沙输运；东海潮汐潮流2Abstract According to the hydrological data of
3、 tide level, sediment vertical concentration distribution and sediment discharge in the LuoTou Waterway, taking tide current as the starting point, after the characteristics of Luotou Waterways sand transport are analyzed, we had got a series of rules and related properties. Through the synchronous
4、comprehensive test of all tides in the vertical curves ,which were arranged in LuoTou Waterway, we collected marine hydrological data, and got related results at the selected tide stations. It involves tide sizes, time ,velocities, directions and the suspended sediment concentration of ebb and flow.
5、 In addition, based on the analysis of these results, we had found the relationship between sediment transportation and tidal movement in LuoTou Waterway.Key words LuoTou waterway; sand transport; tide and current in the ECS3引言我国是一个海岸线漫长、岛屿纵横分布的国家。位于杭州湾口外的舟山群岛,岛屿与岛屿、岛屿与陆地之间形成了金塘水道、 册子水道、 螺头水道等,则是宁波港
6、南至整个浙北地区海上交通的门户, 对海上运输具有重要意义。峡道是岛与岛、岛与陆、及陆与陆之间的沟通两端较大水体的水流通道, 既不同于受径流影响的河口环境, 也不同于开敞水域和半封闭的海湾环境, 受两侧地形的约束作用, 峡道内进出水体表现为往复流运动。在绝大多数峡道中, 由于岛屿或陆地的掩护作用, 较少受到波浪的影响, 加以有较强水流的往复流动, 峡道内往往维持有较大的水深, 是优良的深水港址和出海航道。我国在本世纪对于海岸动力及泥沙的研究比较晚，所以相关文献资料也比较贫乏。自 20 世纪 70 年代后,岛群环境下峡道的泥沙问题研究文献日渐增多,其中峡道海域的水动力条件、泥沙运动和岸滩演变就是一
7、个重点。对泥沙运动和岸滩演变的研究,其实包含着水动力条件、泥沙分布与输移、泥沙来源以及岸滩或海域的冲淤变化 12,其重点一般是放在了泥沙运动(分布与输移)方面,因为,泥沙的运动反映了水动力条件和导致了岸滩的冲淤。再加之近十几年来,遥感技术在海洋与海岸带中的广泛应用,如表层悬浮泥沙遥感、海浪遥感、海岸带遥感、浅海水下地形遥感等。利用遥感资料,结合具体海域的实测数据，研究岛群环境下峡道之间的泥沙问题,便可以使其更加的立体与全面。螺头海区的泥沙输移特性主要与潮汐运动有关。对舟山螺头水道输沙的研究,不仅可加深对峡道输沙的认识，同时通过对水动力环境的研究加深对该地区潮汐潮流规律的探讨，而且可为舟山群岛峡
8、道地区深水岸线和深水航道资源的开发利用,提供科学依据。由于峡道水域的特殊地理位置 34，它的输沙特性必然要受到潮汐、风浪、海流和径流以及盐度等多种因素的影响，而这之中又主要受到波浪和潮流的影响，目前的研究工作也主要集中在这两方面。第一，针对潮流问题来进行，通过各种数学方法，解出潮流流速，再借用不同类型的泥沙输移公式或扩散方程，求出潮流作用下的海底变形，分析水道港池的回淤状况等，即潮流输沙的研究。第二，针对波浪（规则波） 、风浪（不规则波）的传播演化来研究，求出波浪的变形和破碎过程，进而借用“水体质量连续理论” 、 “能量通用理论” 、 “动量通用理论” ，求得沿岸和向岸离岸流的流速，并结合各种
9、泥沙输移公式，得出波浪输沙和沿岸、向岸以及离岸流的输沙状况。从目前大量的文献来看 56，国内的研究工作者主要偏重于前者，而国外则偏重与后者。另外，随着近几年计算机的进一步发展，储存量的加大，计算速度的加快，也逐步出现了将二者联系起来,通过分析耦合作用，求解关联方程，最终得出泥沙运动和海床演变规律的研究趋势。本文对于螺头海域的研究将借鉴这些研究的趋势和方法，选取与水道输沙相关的某些水文数据进行处理分析 78，以期能够通过比较各数据的分布推测出螺头水道中泥沙输运的规律及其与潮汐潮流的关系。由于本海域岛屿众多，航道深浅程度不一，海域环境较复杂，因此对其研究的科学工作较少，文献资料较稀疏，这使得相关海
10、洋部门对于该海域的深入了解和管理形成了一定的阻碍。所以对螺头水道输沙特性的研究既有现实意义又有促进未来的远大影响。41 螺头水道海域(Fig.1 Locations of LuoTou Waterway and hydrographical monitoring perpendiculars)螺头水道是舟山岛南部诸岛与大陆之间的潮汐水道，东部呈东西走向，在大榭岛东侧转为西北东南走向，水道西部连接金塘水道、册子水道，东连峙头洋，通过舟山群岛南部诸水道与外海沟通。整个螺头水道的海域地理位置基本介 于 北 纬 2954 08 295629 和东经 12158551221133之间。该海域属北亚热带(
11、南缘)海洋性季风气候。冬季盛行西北偏北风，风力较大，气温较低。受该海域地形的影响,水动力以平行于等深线作往复运动的潮流作用为主,基本不发生垂直于海岸线的潮流运动。该海域的潮汐以半日潮为主，其中沈家门为正规半日潮，其余各站的比值多为正规半日潮到非正规半日潮的过渡量值。所以，潮汐性质应归属为“非正规半日浅海潮”的类型 910。除近岸处水深较浅外，100m 等深线贯通整个水道，其中光明村前沿海域最大水深达 115m。若以此水道 50m 等深线计，东西方向可长达 20km，南北方向宽达 45km，系宁波舟山深水港域中最宽、深的主要潮汐通道之一。由于水道两侧岛、礁众多密布，岛岸曲折多湾，潮流较急，流向多
12、变。从水下地形看：100m 等深线间宽 12km，由峙头洋起，基本呈东西走向，至凉帽山、大猫岛间开始折向西北；50m 及 30m 等深线，多与半岛或海岛岸线平行，但在凉帽山以东，亦开始折向西北，构成大猫、大榭两岛之间、东南西北走向的宽、深水道。图 1 螺头水道地理位置及水文测验垂线布置图 52 潮汐与潮流2.1 站点潮位观测2.1.1 潮位站分布在所测海区附近布置三个临时潮位站，分别为马目、郭巨、六横，各站自 1 月 13 日零时起，连续观测半个月(涵盖水文泥沙测验期间)。同时搜集镇海(外游山)、定海、沈家门三个长期站同步半个月资料(自 1 月 13 日零时起)。经过半个月的同步观测，整个潮位
13、观测涵盖了大、中、小潮汛的变化。高(低)潮位、平均高(低)潮位、最大(小)潮差、平均潮差以及平均涨、落潮历时等诸多特征都在此时间内完整地观测记录下来。表 1 潮位站一览表（Table.1 Tide monitoring station location）平 面 概 位经 纬 度站 名纬 度()经 度()六横岛临时站 29 42 02 122 11 50郭巨临时站 29 49 48 122 01 44马目临时站 30 10 36 121 56 31沈家门长期站 29 56 37 122 18 52定海长期站 30 00 18 122 03 07镇海(外游山) 长期站29 58 36 121 45
14、 002.1.2 潮位观测内容每小时正点观测一次潮位，高、低平潮附近每 10 分钟加密一次，以正确测定高、低潮位及潮时。2.1.3 实测潮汐特征根据潮位观测资料，我们得到了各站同步半个月的最高(低)潮位、平均高(低)潮位、最大(小)潮差、平均潮差以及平均涨、落潮历时等诸多特征的统计(见表 2)，以便于对各站同步期实测的潮汐特征进行比较与分析。表 2 各潮位站同步期 15 天潮汐特征值统计(Table.2 15 days synchronous tidal eigenvalue statistic data of all tide stations)观测日期：1 月 13 日 0：001 月 2
15、7 日 23：00 单位：m 潮 位 潮 差 涨落潮历时项目站名最 高 最 低 平均高 平均低 平 均 最 大 最 小 平 均 平均涨 平均落6潮 位 潮 位 潮 位 潮 位 海 面 潮 差 潮 差 潮 差 潮历时 潮历时六 横 2.04 -2.19 1.35 -1.01 0.14 4.23 0.78 2.33 5h57m 6h27m郭 巨 2.06 -2.11 1.33 -1.00 0.14 4.17 0.71 2.31 5h42m 6h42m马 目 1.87 -2.11 1.13 -1.08 0.08 3.90 0.59 2.22 6h02m 6h22m沈家门 1.97 -2.10 1.2
16、7 -0.99 0.13 4.07 0.70 2.24 5h52m 6h32m定 海 1.74 -1.95 1.07 -0.88 0.14 3.37 0.54 1.93 5h45m 6h39m镇 海(外游山)1.85 -2.03 1.10 -0.88 0.18 3.86 0.47 1.99 6h19m 6h05m分析如下：(1）从潮位来看，定海和镇海最高潮位相对较低，但它们的最低潮位是相对较高的。六横和郭巨最高潮位相对较高，最低潮位相对较低。总的来说，各站的特征最高潮位，由定海长期站为中心向东南、西北两个方向逐渐增高，其中测区东南的六横、郭巨为 2.04m2.06m；测区西北马目为 1.87m
17、。与此相反，最低潮位则以定海为中心，向东南、西北方向逐渐降低，降幅为0.06m0.24m，平均高(低)潮位也呈现类似的分布。(2）从潮差来看，各站的平均潮差一般不大。总的来说，以平均潮差 1.93m 的定海长期站为中心，向东南逐步增大，至六横为 2.33m，而向西北至马目亦增大至 2.22m。同样，最大(小)潮差亦有类似的规律。(3）从平均涨、落潮历时来看，除镇海(外游山)站出现涨潮历时略长于落潮历时外，其它各站均为落潮历时长于涨潮历时。一般而言，自东(六横站)向西(定海站)落潮历时呈递增的趋势，再向西至马目站又显递减的趋势。例如，在六横落潮历时长于涨潮历时为 30min，向西至定海站落潮历时可长于涨潮历时 55min，而在马目，平均落潮历时长于平均涨潮历时的量值又回至19min。2.2 单宽流量、潮量观测2.2.1 水文测验垂线在螺头水道海域布置 2 条垂线，其中：编号为 LNG01 垂线，布置在螺头水道西部，大榭岛与大猫岛之间；编号为 LNG02 垂线，布置在螺头水道东部。运用这两条垂线测取螺头水道两端海域的水文资料。表 3 水文测验垂线一览表(Table.3 Hydrology measuring perpendicular location)坐 标 经 纬 度测流垂线位置 垂线号 X（m）Y（m）北 纬（）东 经（）海底高程 （m）
