杜雅静，张庆河

(天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072)

河口层化主要指水体沿垂向形成密度梯度，即密度层化。层化对水体的垂向动量和能量交换以及盐度、悬沙的垂向运输有着重要影响，因此成为潮汐河口动力学研究的重要课题。

早在1816年，Fleming[1]就在苏格兰的 Tay 河口发现盐度造成的河口水体层化，Simpson[2]等则首次分析了受淡水影响的河口海岸地区，影响水体混合和层化的四种机制。之后不断有学者对盐度层化的机理以及影响层化的因素进行了深入研究[3-5]。就密度层化对水动力的影响而言，一些研究[6-9]发现密度层化会抑制水体紊动，从而使水流运动发生变化，Herrmann和Madsen[10]通过考虑浮力效应的紊流模式研究了泥沙层化引起的垂向涡粘系数和扩散系数分布的变化，张卓等[11]比较了不同紊流模型在模拟密度分层时紊动抑制作用的差异。

实际上，层化对水体紊动的抑制作用可以体现在宏观水流运动中，那就是水流发生减阻现象，即在层化条件下，水流的摩阻与不存在密度层化时相比有所减小，水流流速有所增大[12]。Maa等提出了一维垂向模型模拟存在盐度和悬沙层化时潮流流速剖面[13]，将该模型应用于长江口中解释CS3测站出现极大落潮流速的原因[14]。目前对于盐度层化对水流摩阻特性的影响还缺乏深入研究。为此，本文将通过理想河口盐度层化模拟算例，深入分析层化的减阻效应。

1 数值模式简介

为了研究盐度层化效应，采用FVCOM三维模型对不同条件下的理想河口进行模拟。……