泥 沙 研 究

2011 年 2 月 Journal of Sediment Research 第 1 期

收稿日期:2009-04-22

基金项目:自然科学基金项目(40506024、40771030、41076003)

作者简介:王海龙(1976 － ) ，男，博士，主要从事河口近海水动力和泥沙输运数值研究。

E-mail:wanghl. cn@ gmail. com，wanghailong@ gedi. com. cn

潮流对黄河入海泥沙在渤海中输运的贡献

王海龙1，韩树宗

2，郭佩芳2，李国胜

3

(1. 广东省电力设计研究院，广东 广州 510663; 2. 中国海洋大学 海洋系，山东 青岛 266003;

3. 中国科学院 地理科学与资源研究所，北京 100101)

摘要:基于 ECOMSED 模型研究分析单纯潮流作用下黄河 入 海 泥 沙 在 渤 海 中 的 输 运 特 征。研 究 表 明，渤 海 海

域陆架坡度远小于内波特征参量，因此除黄河入海口附近以及其他近岸极浅海域之外，单纯潮流作用下渤海

大部分海域的表层悬沙含量较低，但与实际水动力条件的空间分布格局基本一致。悬沙含量垂向分布特征明

显，底边界层内因为较大的垂向湍流粘性系数，因此悬沙含量可以维持较高的水平，而底边界层之外悬沙含量

迅速降低 2 ～ 3 个数量级;同时悬沙含量呈现出比较明显的潮周期(M2 ) 变 化 特 征。潮 流 作 用 下，绝 大 部 分 黄

河入海泥沙沉积在黄河三角洲附近，只有少量悬沙可以发生长距离输送。黄河入海泥沙输运通量在口门外呈

现一对涡状结构，成为水下三角洲南北两侧泥质沉积区形成的主要机制。

关键词: 黄河入海泥沙; 渤海; 潮流; 数值模拟

中图分类号: TV148 文献标识码:A 文章编号:0468-155X(2011)01-0051-09

1 前言

黄河入海泥沙在渤海中悬移输运，对渤海西南部海域的岸线变迁与生态环境造成了严重影响［1 － 3］。

海洋环境中，泥沙的垂向运动与水平输运受潮流、海浪、环流及温盐结构等诸多因素影响，然而何为主

因，各海区不尽相同。Ribbe 和 Holloway［4］、Davies 等［5］

根据数值试验得出，层结海洋中斜压潮激发出的

内波在陆架上传播时，可以产生较大的底剪切应力，致使更多沉积物再悬浮。Green［6］在研究感潮河口

附近的泥沙输运时发现，潮流不对称所产生的潮余流是控制河口附近泥沙净输运方向的主要因素。对

渤海而言，董礼先［7］

研究了黄渤海底移质与潮流场之间的关系，得出潮流是塑造渤海海底地貌、启动海

底沉积物的主要动力要素之一。吴永胜［8］

采用数值模拟方法研究了黄河口附近的泥沙输运过程。同

时在渤海海域所做的观测表明［9］，风速较小的情况下垂向悬沙含量随潮周期变化明显。可见潮流是影

响浅海悬沙输运的重要因子之一，而目前有关渤海中悬沙输运机制的研究多是定性分析［10 － 12］，而逐渐

发展起来的渤海泥沙输运数学模型由于没有考虑粘性泥沙的絮凝效应，并不能真正的模拟黄河入海泥

沙的悬移输运过程［13］。潮流对黄河入海泥沙的悬移输运具有什么样的影响，目前尚无此方面的定量研

究。因此在确定模型所描述的物理过程与模型配置合理的基础上，本文旨在利用数值模拟的方法深入

探讨潮流对黄河入海泥沙在渤海中输运的贡献。

2 观测资料

山东滨海核电厂规划选址阶段为寻求最佳的取排水口位置，以充分利用海水的自净能力来降低对

当地生态环境的危害，在山东数个海域进行了全潮水文泥沙观测。本文选取其中三个点，分别位于东

15

营、莱州和蓬莱附近( 见图 1 中 a、b、c 点) ，晴好微风天气条件下大潮时段内表层悬沙含量以及底层流

速在一个太阴日内的变化( 图 2)。悬沙含量采用过滤法测量，流速采用 S4 流速仪测得。悬沙含量与潮

流在东营和莱州附近呈现出不规则半日潮变化周期，并且具有明显的涨落潮流不对称特征( 图 2( a) ，图

2(b) ) ;而在蓬莱则呈现为不规则全日潮变化特征( 图 2( c) )。

图 1 研究区域海底地形与观测站位

Fig. 1 Topography of Bohai Sea and

in-situ observation locations

图 2 大潮时刻表层悬沙浓度与底层流速

时间变化曲线( 资料经过标准化处理)

Fig. 2 Temporal variations of suspended load concentration

of surface layer and contemporary current velocity of

bottom layer during spring tide (Data are standardized)

此外，江文胜等［9］

观测 表 明，流 速 与 浊 度 之 间 有 很 好 的 对 应 关 系，每 个 流 速 高 值 均 对 应 着 高 浊 度

区，流速低值则对应着低浊度区，这说明了浅海潮流对悬浮物浓度的控制作用。通过上述分析表明，无

风浪或者弱风浪情况下渤海近岸海域悬沙含量的分布随潮周期变化明显，因此本文主要用数值模拟的

方法来探讨这种悬沙含量分布的规律和机制，同时分析潮流对黄河入海泥沙在渤海中输运的贡献。

3 计算方法

3. 1 模型介绍

本文研究应用的是浅海水动力环境中( 湖泊、河口、海湾和陆架海) 描述三维环流 － 沉积物输运过

程的 ECOMSED 模型(Estuary，Coastal Ocean Model and SEDiment transportation) ，是 ECOM 模型耦合一个

海浪和沉积输运模块 SED 而成。水动力模块 ECOM 与 POM(Princeton Ocean Model) 采用基本相同的方

程和数值计算方法，具有非线性、自由表面、水静力假定、σ 坐标等特点，并且采用 Mellor-Yamada 2. 5 层

湍封闭模型对垂向涡粘性和热扩散率进行参数化［14］。

SED 模块综合考虑了粘性和非粘性沉积物的再悬浮、沉降和水平输运［15］，对粘性泥沙和非粘性泥

沙的沉积动力过程采用了两套不同的计算方法，这是因为对粘性泥沙而言，絮凝作用对其沉降速度影响

巨大［16］。因为超过 94. 2% 的黄河入海泥沙粒径小于 0. 075mm，在海洋环境中呈现为粘性沉积动力特

征，因此这里主要介绍在本文计算中用到的粘性泥沙动力过程计算方法。粘性沉积物输运过程计算主

要包括一个对流扩散方程、描述沉积物沉积动力学的垂向再悬浮和沉降方程，以及相应的底边界层水沙

交换和海床变形模块。

①对流扩散方程

Ct

+ UCx

+ VCy

+ W － W( )

S Cz

= x AH

C( )x +

y AHC( )y +

z KHC( )z

25

边界条件:

KHCz

= 0， z → η

KHCz

= E － D， z → － H

其中，C 为悬浮沉积物浓度;U，V，W 分别表示 x，y，z 方向上的速度;AH 为水平扩散率;KH 为垂向涡

扩散率;EK ，DK 分别代表分级粒径的再悬浮和沉降通量;η 为相对参考面的水位;H 为参考面下的水深。

② 粘性沉积物再悬浮

ε =a0

Tmd

τ b － τ c

τ( )c

n

其中，ε 是再悬浮量;a0 为一个依赖海底特性的常数;Td 泥沙沉积到底床后的时间;τ b 为底剪切应

力;τ c 为侵蚀作用的临界剪切应力;m，n 是与沉积环境有关的常量。③ 粘性沉积物的沉降

D1 = － WS，1C1P1

其中，D1 为沉降通量、WS，1 为粘性絮状沉积物沉降速率、C1 为水沙界面粘性悬浮沉积物浓度、P1 为

沉降概率。

粘性絮状沉积物的沉降速率依赖于絮状物形成位置的浓度 C1 和水体剪切应力 G 的乘积

WS，1 = α(C1G) β

水柱内的剪切应力由流速和垂向涡粘性联合计算

G = ρK [Mu( )t

2

+ v( )t ]2 1 /2

其中，KM 为垂向涡粘性，ρ 是悬移质密度。

沉降概率 P1 就是将絮状物大小、成分和海底附近湍流对沉降概率的影响进行参数化

P1 = 1 － 12槡 π∫

Y

－∞exp ω2

( )2dω

④ 粘性沉积床模块

粘性沉积床模型假定海底可悬浮层离散化成 7 层，每一层的特征用一个干密度参数 ρd、侵蚀的临界

剪切应力 τ cr、初始厚度来描述。假定粘性沉积床表层形成时间为 1 天，从表层沉积物向下沉降时间线

性增加，底层为 7 天。试验结果表明，沉降发生 7 天后，絮凝作用对再悬浮的影响达到最小值，所以悬浮

物沉降 7 天或超过 7 天，都按 7 天的沉降龄计算。3. 2 在渤海中配置

计算区域经纬度范围:117°35′E ～ 122°30′E、37°07′N ～ 41°N。海底地形数据采用中国人民解放军

海军司令部航海保 证 部 所 提 供 的 1983 年 渤 海 实 测 水 深 数 据，经 重 采 样 网 格 分 辨 率 修 正 为 0. 05° ×0. 05°，整个渤海有 96 × 77 个网格点。垂向分为 6 个 σ 层。内模时间步长为 447. 12 秒。

根据相应时段内(1983 年) 黄河口门区与利津站泥沙通量的比值［1］，将利津站泥沙通量加权后调整

为黄河入海泥沙 通 量 值，年 输 沙 量 约 为 10. 2 亿 t。泥 沙 粒 径 特 征 值 参 考 ( 秦 蕴 珊，1985) 结 果，小 于

0. 02mm 的泥沙占观测总量的 56. 1% ，介 于 0. 02 ～ 0. 06mm 之 间 的 泥 沙 占 总 量 的 38. 1% ，而 粒 径 大 于

0. 06mm 的粗粒泥沙仅仅占到 5. 8% ，黄河入海泥沙中值粒径取为 0. 063 mm。海底粘性沉积物和非粘

性沉积物的含量，以及中值粒径分布资料来源于 1992 年版海洋图集地球物理分册，将其数字化的结果

作为模型运行参数( 见图 3)。

开边界潮高和幅角选用 6 个主要分潮的潮参数:S2、M2、N2、K1、P1、O1 ，由南北两岸验潮站资料进行

最优插值获取。开边界流速和温盐采用无辐射边界条件。初始水位、流场、海浪场和泥沙含量场都设为

0。模拟从静止海面算起，计算分析时间 1982 年 1 月 1 日 － 1983 年 12 月 31 日，取 1983 年 结 果 进 行

分析。

35

3. 3 对比验证

图 3 渤海海底沉积物中值粒径

分布图( = － log2D)

Fig. 3 Distribution of D50 in

Bohai Sea ( = － log2D)

首先，验证模型所描述的物理过程与模型设定在渤海海域中的

适用性，主要利用现有资料对综合考虑了浪、流、潮的实际水动力作

用下的黄河入海泥沙悬浮输运计算结果进行对比验证。模型验证主

要包括背景动力场和悬沙浓度的验证，背景动力场的验证资料主要

是验潮站数据的调和分析结果，悬沙浓度的验证主要采用部分实测

数据与文献资料，其 中 实 测 资 料 来 源 于 国 家 海 洋 局 海 洋 卫 星 中 心。国家海洋局海 洋 卫 星 中 心 为 校 准“海 洋 I 号”水 色 卫 星 传 感 器，于

2004 年 6 月 21 － 27 日在黄河口外设了 43 个站点对表层悬沙浓度进

行了观测。对比验证模型设置:计算网格、开边界条件、海底沉积物分布与

中值粒径的设定同前所述;因悬沙浓度 场 具 有 季 节 稳 定 性［17］，因 此

悬沙浓度初始场采用春季平均值来代替;海表面强迫场( 风应力强迫

与浮力通量 强 迫) 选 用 的 是 2004 年 5 月 1 日 － 6 月 27 日 期 间 的

NCEP Reanalysis2 资料。黄河口径流和泥沙通量采用黄河网提供的

利津站逐日资料。黄委网上(http: / /www. yrcc. gov. cn / other / hhsq / hhsq. asp) 利津站的泥沙通量数据有

很多空缺，在实际的计算中用前后相邻两点进行插值获取缺测点资料值。

图 4 渤海海域 M2 分潮同潮图( a) 与潮流椭圆长短轴分布图(b)

Fig. 4 Co-tide map of M2 constituent in Bohai Sea ( a) and corresponding major and

minor axis of tidal current ellipse (b)

M2 分潮是渤海潮汐主分量，因此这里只给出 M2 分潮在渤海中的潮位与潮流分布特征( 图 4) ，作为

水动力背景场验证的依据。M2 分潮在渤海有两个分别以秦皇岛和黄河口无潮点为中心的顺时针旋转

潮波系统。渤海潮波运动方式为驻波，等潮时线围绕无潮点逆时针增大。在每个旋转潮波系统范围内，

振幅最大区出现在离无潮点最远的沿岸附近，因此辽东湾潮差最大，渤海湾次之。与水位场类似，M2 分

潮潮流在渤海中占绝对优势。潮流椭圆长短轴分布图中显示( 图 4(b) ) ，M2 分潮在渤海有三个强流区:

一个位于辽东湾中部，椭圆长轴呈东北 － 西南方向;第二个强流区是位于渤海湾的东西向流;第三个位

于辽东半岛南部，老铁山水道附近，强流方向基本上呈西北 － 东南向。最大潮流流速约为 60 ～ 80cm / s，老铁山水道 M2 分潮流速甚至大于 80cm / s。此外，这三个海域潮流椭圆长短轴之比很大，接近成一直线，

椭率远小于 0. 4，潮流往复性强。莱州湾、海盆中部和辽东湾西南部，潮流流速较小，约为 20 ～ 40cm / s，并且椭率大于等于 0. 4，潮流旋转性强。关于渤海潮汐潮流特征，前人已经做过大量工作，通过对比，本

文所计算潮汐潮流特征与前人研究成果基本一致［18］。

对表层悬沙含量而言，模型结果基本上反映了该时段内黄河口附近表层悬沙浓度的空间分布特征。实测结果和模拟结果( 图 5) 都显示黄河口附近泥沙浓度在离岸方向上存在非常大的梯度:最靠近黄河

45

口处悬沙浓度最高，大于 1. 50kg /m3 ;向外海迅速递减，距离黄河口 11km 处海域的悬沙含量就迅速降至

不足 0. 01kg /m3。

图 5 2004 年 6 月 21 － 27 日黄河口附近表层泥沙含量观测结果( 左) 与模拟结果( 右) 对比图( 单位:mg / l)

Fig. 5 Comparison of measured sediment concentrations of surface layer during June 21 － 27，

2004 near Huanghe (Yellow) River estuary ( left) and simulated ones. ( right) . (Units:mg / l)

图 6 黄河口外海涨急时刻表层悬沙含量与潮流场分布( 悬沙含量单位:mg / l)

Fig. 6 Horizontal distribution of suspended load concentration and tidal current of

surface layer during flood tide (Units:mg / l)

4 潮流输沙特征

4. 1 悬沙含量水平分布特征

停潮、涨急、平潮和落急期间整个渤海的表层悬沙浓度空间分布格局变化不大，因此由于篇幅关系，

略去停潮、平潮与落急时刻所对应的悬沙含量分布图;悬沙含量潮周期内变化参考图 7 与图 8 所描述的

单点垂向悬沙含量的时间变化( 注:这里四个时刻的选取是针对黄河口外海的潮汐涨落过程而言的，辽

东湾和渤海湾的潮位相与莱州湾几近相反，所以其他海域的悬沙含量的时间变化并不是也从停潮至落

急这个过程的变化情况)。涨急时刻的表层悬沙含量分布表明，除黄河口外海因为大量的泥沙输入而

导致悬沙含量很高之外，潮流作用下渤海泥沙再悬浮量值较小( 图 6) :黄河口附近因为大量泥沙输入，

因此悬沙含量远大于 1kg·m － 3 ;除黄河口外，辽东湾湾顶附近的悬沙含量最高(0. 01kg·m － 3 ) ，其次老铁

山水道附近、渤海湾湾顶和辽东湾东岸附近悬沙含量也较高(0. 001kg·m － 3 )。对照潮流流速的分布( 图

4) ，可以发现这几个浅水海域潮流流速大、潮能高( 图 4(b) ) ，因此底剪切应力大而致悬沙含量较高;而

秦皇岛附近海域和绝大部分的渤海中部，潮流流速小，因此单纯潮流作用下的表层悬沙浓度非常低(10 － 6 kg·m － 3 )。

55

从底剪切应力的角度来分析，单纯正压潮波很难引起泥沙的再悬浮，海洋环境中潮波激发的内波

( 内潮) 才是 沉 积 物 再 悬 浮 发 生 的 动 力 要 素 之 一［5］。当 陆 架 坡 度 α = Δh /Δx 与 内 波 特 征 参 量 s =

± (ω2 － f2 ) /(N2 － ω2槡 ) ( 这里 ω 为波频率，f 为 Coriolis 参数，N 为浮力频率) 量级相当时(α / s = 1) ，潮波

在陆架上激发的内波起到增强海底剪切应力的巨大作用，进而大大提高沉积 物 再 悬 浮 的 能 力［19］。同

时，数值试验的结 果 表 明，α / s1 的 陆 架 上，潮 波 激 发 的 内 波 仅 仅 在 近 岸 水 域 起 到 一 定 的 再 悬 浮 作

用［4］。就渤海以及临近的黄海东海而言，仅在夏季具有较为稳定的密度层结，具备激发形成内波的条

件;其他季节由外海传入的内波能量相当微弱。同时渤海陆架坡度远小于临界坡度，因此整个渤海海域

的悬沙含量非常低，仅近岸水域悬沙含量稍高。4. 2 垂向悬沙含量时间变化

为反映垂向悬沙含量随潮周期的变化过程，选取两个点 b 和 a( 分别代表黄河口东南外海和渤海湾

近岸) ，对其垂向悬沙含量、底层潮流流速、以及湍流涡动粘性的时间变化进行分析。黄河口东南外海，两个大潮过程中悬沙含量的时间变化呈现对称分布，从大潮向小潮过渡时段内悬

沙含量迅速升高而缓慢降低，而从小潮向大潮过渡时刻的悬沙含量缓慢升高而迅速降低( 图 7)。在其

他因素没有改变的情况下，这可能是潮流流速和絮凝效应共同作用的结果。从大潮到小潮过渡中，起始

流速比较大，因此部分絮团在较大的湍剪切力作用下解体，因此起悬容易而沉降难，中层泥沙含量呈现

升高快而降低慢的特征。与此相对应的是从小潮到大潮的变化过程中，小潮时段内絮团形成条件充分，

易于沉降，因此悬沙含量升高慢而降低快。大潮期间整个水柱的悬沙含量非常高;且每个太阴日内，中

层与底层悬沙浓度存在两个变化周期;表层则出现一个变化周期，而且带有明显的潮流水平输送结果的

特征，悬沙含量迅速升高而缓慢降低。表层，涨潮流发生时，潮流将高浊度的海水带到此处，因此悬沙浓

度迅速升高;而落潮流发生时，没有物源的供应，垂向涡粘性致使悬沙缓慢沉降，因此每个太阴日出现一

个变化周期。

图 7 悬沙浓度垂向分布随时间变化图( 图 1 中点 b;第 350 － 364 天;单位:mg / l)

Fig. 7 Temporal variation of vertical distribution of suspended load concentration

(Location:Point‘b’in Fig. 1. Simulated period:350 － 364 d. Units:mg / l)

渤海湾南岸附近，一个大小潮周期内，悬沙含量垂向分布具有比较明显的规律性 ( 图 8( a) ) :小潮

对应的悬沙含量从表层到底层都非常低，而大潮时段的某些时刻整个水柱都充满了高浓度的泥沙。从

表层到底层悬浮物含量迅速增大，在大潮周期内表现的更为明显。将大潮时段对应的部分放大显示，每

个太阴日内底层上基本上对应两个变化周期，而表层呈现 1 /4 日变化周期，且呈强弱相间的变化特征

( 图 8(b) )。渤海湾为规则半日潮流，每个太阴日出现四次强潮流时刻，因此对应表层悬沙含量有四次

波峰出现。而底层上，由于泥沙沉降速度非常低，且垂向湍粘性系数较大，因此悬沙含量在一个潮周期

内呈现一个变化周期( 图 8( c) )。综合分析两个点的悬沙含量垂向分布可以发现，底层悬沙含量比表层高 2 ～ 3 个 数 量 级 ( 图 7、图

8)。根据潮流的底边界层理论，BBL(Bottom Boundary Layer) 内 的 垂 向 涡 动 粘 性 系 数 非 常 大。BBL 之

外，垂向湍流粘性系 数 仅 为 2 × 10 － 5 m2 / s 左 右，相 比 较 用 Mellor-Yamada 2. 5 层 湍 封 闭 计 算 所 得 到 的

BBL 内的值小 103左右( 图 8( c) )。因此，潮流作用下的垂向悬沙高含量区仅分布在 BBL 内，且垂向差

别巨大( 图 7、图 8)。黄河口外海悬沙含量的垂向分布，除受底边界层的影响之外，主要受到黄河入海

泥沙平流输运的控制，因此其悬沙含量垂向分布的时间变化 ( 图 7) 与渤海湾近岸浅水海域( 图 8) 呈现

65

图 8 ( a、b) 悬沙浓度垂向分布随时间变化( 图 1 中点 a) ;( c) 垂向涡动粘性系数垂向

分布的时间变化( 单位:10 － 4 m2 / s)

Fig. 8 ( a，b) Temporal variation of vertical distribution of suspended load concentration

(Location:Point‘a’in Fig. 1) ，and ( c) vertical viscosity coefficient (Units:10 － 4 m2 s － 1 )

不同的特征。

图 9 潮流作用下黄河入海泥沙输送方向( 左) ;右:潮流作用下海底冲淤年平均结果

( 单位:cm。A:除黄河口外渤海海底冲淤，B:黄河口附近海底冲淤)

Fig. 9 Spatial distribution of sediment transportation direction under tidal currents ( left) ; Annual mean results

of seabed deposition and erosion under tidal currents( right) (Units:cm. A:Seabed variation except

Yellow River estuary，B:Deposition and seashore propagation out of Yellow River estuary)

4. 3 悬沙输送与海底冲淤

在一个潮周期内，涨急情况下，泥沙输往莱州湾;相反，落急情况下，大量黄河入海泥沙输往北 － 东

北方向，由于絮凝作用的发生，大部分泥沙在黄河口南北两侧迅速沉降。渤海海域基本上呈现不规则半

日潮流特征，相邻两个 M2 潮周期的涨落潮 时 和 涨 落 潮 流 速 都 不 等，所 以 潮 流 输 沙 在 两 个 相 邻 潮 周 期

( 对 M2 分潮而言) 内呈现不同的方向。而要讨论潮流输沙的累积效应，不宜只选择一个潮周期进行平

均，这里分析一个太阴日( 两个 M2 周期，约为 25h) 内的平均输运方向。泥沙输运方向的结构显示( 图 9( a) ) ，黄河入海泥沙不能形成长距离输送，黄河入海口南北两侧分别存在泥沙输运的涡状结构，有利于

泥沙在此沉积，因此黄河口南北两侧的泥质沉积区在不断发展。对比潮流和淤积分布发现，渤海强潮流区对应冲刷，旋转流和流速较小海域对应淤积;往复流特征

明显的渤海湾、渤海海峡口外侧、辽东湾显示了三角洲沉积体特征。单纯潮流作用下，年来沙量 10 亿 t条件下，黄河口附近海域年淤积厚度约 4m;老铁山水道年刷深量约为 0. 4cm，其他海域冲淤量更小，基

75

本上都小于 0. 2cm / a。沉积地貌动力学调查分析表明［20］，渤海东部发育了典型的潮流动力地貌体系，

它由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成。前者为潮流侵蚀区，后两者为潮流沉

积区。老铁山潮流动力地貌体系中，净沉积物搬运从老铁山水道至两潮流浅滩。本文数值计算结果基

本上证明了资料分析所得到的渤海潮流动力地貌特征:潮流作用下的海底冲淤趋势基本上与潮动能分

布相一致，再现了潮流沉积地貌( 渤海湾中部) 和潮流冲刷地貌( 老铁山水道) 的结构特征( 图 9(b) )。

5 结论与讨论

山东滨海核电厂规划选址所进行的几次全潮水文泥沙观测表明，潮流对黄河入海泥沙的沉降悬浮

和水平输运具有重要作用。因此，本文在验证模型所描述的物理过程与模型设置合理的基础上，利用

ECOMSED 三维潮流悬沙输运模型对黄河入海泥沙在潮流作用下的输运过程进行了数值模拟，分析了

单纯潮流作用下的悬沙含量与悬沙输运特征。渤海海域陆架坡度远小于内波特征参量，因此除黄河入海口附近以及其他近岸潮动能大的浅海之

外，单纯潮流作用下的表层悬沙含量非常低。悬沙含量垂向分布特征明显，BBL 内因为较大的垂向湍流

粘性系数，因此可以维持较高的悬沙含量;而 BBL 之外悬沙含量迅速降低 2 ～ 3 个数量级。近岸海域的

悬沙含量呈现出比较明显的潮周期(M2 ) 变化特征。潮流作用下，黄河入海泥沙不能形成长距离的输送状态，绝大部分沉积在黄河三角洲附近。黄河入

海泥沙在口门外海形成一对涡状输送结构，有利于黄河水下三角洲南北两侧泥质沉积区的形成。

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Transportation of sediment from Yellow River in Bohai Seadue to tidal currents

WANG Hai-long1 ，HAN Shu-zong2 ，GUO Pei-fang2 ，LI Guo-sheng3

(1. Guangdong Electric Power Design Institute，Guangdong Guangzhou，510663，China;

2. Department of Oceanography，Ocean University of China，Shandong Qingdao 266003，China;

3. Institute of Geographical Science and Natural Resource Research，CAS，Beijing 100101，China)

Abstract: On the basis of ECOMSED，a state-of-the-art model considering 3D baroclinic circulation andsediment transportation，the contribution due to the tidal currents to the transportation of the sediment from theYellow River in the Bohai Sea is investigated. Calculations found that the continental slope of the Bohai Sea isfar less than that of the internal wave characteristics. Although it was almost the same spatial distributionstructure with those under the actual hydrodynamical environment，the surface sediment concentration was lowjust under the condition of tidal currents，except in the Yellow River Estuary and waters very close to thecoastline，where the suspended sediment concentration oscillated with the frequency of M2 tidal constituent.The vertical distribution indicated that the sediment concentration was high in the bottom boundary layer(BBL) ，where the vertical viscosity coefficient was much larger than that out of the BBL and the sedimentconcentration out of the BBL was correspondingly lower by a factor of 10 － 2 ～ 10 － 3 . Most of the sedimentdeposited around the Yellow River delta and only a little was transported far away. The pattern of sedimenttransportation structure showed a pair of eddies out of the Yellow River estuary，which contributed mostly to theformation of two muddy areas of the Yellow River submerged-delta.Key words: suspended sediment，Yellow River; Bohai Sea; tidal current; numerical simulation

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