研究论文.imARTICLE东大港水道流速垂线分布探讨吴德安】，崔效松2,童朝锋I，张忍顺3（1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210098；2.长江水利委员会长江下游水文水资源勘测局，江苏南京210090；3.南京师范大学海洋及滩涂研究所，江苏南京210097）摘要：对辐射沙洲海域东大港水道4号站位连续2个潮次的流速删量资料进行了分析、研究，拟合给出了流速垂线分布关系，并根据实际测量资料率定了该站位各时刻6个水层的浑水水流的尾流函数项表达式，这些表达式表明浑水水流的尾流函数项是相对■深度和摩阻速度的函数。关键词：辐射沙洲；潮流；垂线分布；拟合」尾流函数中图分类号:P731.23文献标识码：A文章编号：1000-3096（2008）03-0049-06挟沙水流流速垂线分布规律一直是许多学者努力探讨的问题。Einstain等⑴的实验表明挟沙水流流速分布规律在主流区仍符合对数分布，但卡门常数k随含沙浓度或垂线梯度的增加而减小。他们认为近底水层流速分布偏离对数分布规律，且偏离范围因含沙量的增加而加大。Coleman⑵在通过水槽试毁和重新分析上述作者的资料后，认为在近底水层k与含沙量无关，即与清水水流4=0.4的情况相等。并认为流速分布的对数律只适应于近底水层，在主流区，由于存在一个尾流区，其分布规律偏离对数律。对于上述含沙量对&的影响基本问题，张红武等⑶进行了研究，并根据资料拟合得出k与体积含沙量&的点群关系式3"：&=—4.2\/s7（0.365—Sv）]经验证，上式计算结果与黄河干支流实测资料较为吻合。在此基础上，张红武引入“涡湍模式"，得出张红武流速分布公式该公式克服了对数公式在近底水层出现偏小甚至负值的缺陷。在水体近底层具有较好的适应性。倪晋仁、惠遇甲⑹对实测资料进行分析、研究后表明，两相混合体的浑水流速分布大都较清水时流速分布更不均匀，他们归纳出两种类型的流速分布，即I型和II型。I型分布指沿整个水深仍可用对数公式表达但卡门常数k值变小的分布。II型分布则是指主流区仍可用对数公式表达，且卡门常数k值变小在近底水层亦近似符合对数律的分布。两区的卡门常数值有所不同，n型分布在近底水区其斜率与清水时的大致一样或略小于后者。上述的两种流速分布类型可以用下述表达式来进行表达。<叭kZ（I）/（工2，卫2，…，与）20以=0.4式中，如为水面最大流速；么为水体摩阻流速'为表示影响两相流流速分布的各个变量，/（11,72,…，与）为两相流的尾流函数项。，…，7/）的具体表达式主要根据实测资料进行分析、率定，从理论上求解目前还存在实际的困难。潮流，特别是潮沟潮流，具有很强的方向性，这些特征与陆地河流较为相似，因此，有关河流流速的分布规律对水道潮流流速的垂线分布规律研究具有一定的借鉴意义。南黄海海域为半日潮型，涨潮时，潮流自北、东北、东和东南方向涌向兢港海岸，落潮时，潮流以蔑港为中心呈150。的扇面向外逸散，形成以源港为中收稿日期：2006-11-28;修回日期：2007-]2-28基金项目：国家自然科学基金资助项目（50709007）作者简介：吴德安（1968-）,男，江苏徐州人，博士，主要从事海岸动力和数值模拟方面的研究工作研究论文・够扁河E心的放射状潮流场⑺。该海域在20世纪80年代以来开展了大规模的调查和课题专门研究工作，但有关该海域的潮流主槽的流速分布规律等方面的基础研究还没有有效开展起来。作者拟用该海域的潮流测量资料，运用拟合分析方法对西洋南部东大港水道的潮流流速垂线分布规律进行研究。1潮变化特征条子泥北尖子及其向北伸展的水下部分，把西洋南段分成东西两槽。北尖子以西则逐渐演变为死生港及西大港北支的口门浅滩，水深仅在3m左右。其东槽一般称为东大港，水深在10m以上。作者对辐射沙洲海域水道的潮流、悬沙、底质等进行了多站位（33个站次）现场布点测量。其中，在北尖子末梢和东沙之间，即如图1所示的东大港北端主槽，设立4号测量站位，进行连续两个潮次的测量。Fig.1ThesiteofNo.4station图2所示的过程曲线是本站位所测量得到的水深过程曲线，水深过程曲线有下述特征：涨潮时，水深增长较快，从低潮时水深上升到高潮时水深约需5ho落潮过程水深变化较缓慢，从高潮时水深降到低潮时水...