秦志新，高增文，李 静,李 红

(青岛大学环境科学与工程学院，山东 青岛 266071)

海湾水库在运行过程中常出现周期性突然泛咸问题(如浙江大塘港水库在建库后的20年内每5～6年发生一次)，严重影响水库供水区域的工农业生产和居民生活[1-2]。由于建库时库内残存的海水和水库运营过程中咸化浅层地下水的补给以及库底咸化沉积物中盐分向库水扩散，海湾水库底部常存在数米厚的咸化底层，底层咸水与上层淡水的突然混合可能是海湾水库周期性突然泛咸的原因[3-4]。

水体表面的热通量和风压能够引起湖库水体的混合[5]。与双季混合湖库不同，海湾水库底层水与表层水的密度差通常大于3 kg/m3 [4,6]，温带湖库春秋季表层热通量引起的垂直对流不足以引发海湾水库水体的突然完全混合[7]，因此温带地区具有咸化底层的海湾水库通常属于半混合水库。在强分层湖库中内假潮通常是底边界层主要的动力源[8]，大风引起的扰动是造成半混合水库突然混合的重要原因之一。吹过水库表面的风不仅直接影响表层水运动，而且间接影响下层水运动[9]，即风压不仅引起水体表层的紊动剪切流，还会引起底边界层的倾斜[10]，而当底边界层倾斜到一定程度时，水库将发生突然混合。因此预测海湾水库突然混合的临界风速，将为海湾水库的建设和运营管理提供重要的指示作用。

通常认为，造成半混合水库垂向混合有两种机制：搅拌机制和剪切机制[11]。搅拌机制是因水面或近水面的波碎现象、风和水之间压力波动的耦合、吹流和朗缪尔流中的流速切变以及热对流产生。……