关于河口的混合和环流类型介绍

[拼音]：hekou de hunhe he huanliu leixing

[外文]：mixing and circulation types in estuary

盐水和淡水在河口地区交汇时发生的混合和环流过程的类型。从20世纪50年代以来，曾对河口的混合和环流做了一系列的实测资料分析和模型试验研究，在理论上已取得显著进展，这对于河口的整治和疏浚有指导作用。

由于各个河口的动力条件和边界条件不同，盐水和淡水的混合和环流的情况便互有差异。1952年，H.M.施托梅尔把盐水和淡水的混合分成3种类型:弱混合、缓混合、强混合。1955年D.W.普里查德又以盐度平流扩散方程为基础，将河口的混合和环流概括成高度成层型、部分混合型和均匀混合型3种。

相当于弱混合型，一般发生在径流对潮流的比值较大、宽度对深度的比值较小的河口。当表层的淡水以一定的速度下泄时，对于下层的盐水将产生切应力，在界面形成内波。当切变足够强时，内波发生破裂，使底层的盐水向上层掺混，但掺混量不多，故盐水和淡水之间仍然存在明显的界面。由于盐水在淡水下面呈楔形插入，此型又称盐水楔型。在楔端的上游，整个水体的水流净值指向下游；在楔端以下的盐水入侵区，自水面至盐水和淡水的界面之间，水流净值指向下游，但在交界面以下，水流净值指向上游，从而形成一个微弱的垂向环流。美国密西西比河口的西南水道属于此种类型。

相当于缓混合型。潮汐作用加强时，河口水体的底摩擦加大，产生了湍流，促使底层的盐水和上层的淡水混合，终于使高度成层型中的楔型界面破坏，而形成了盐度逐渐变化的水带。由于下层盐水大量掺入上层，向海水流净值达到的量级可大于河水流量本身，形成了较强的垂向环流。设径流量为Q，则上层向海的水流净值可达10Q以上，底层水流在上溯过程中逐渐减小，上层水流在下泄过程中不断增大。例如美国的詹姆斯河口，上层的下泄流量为径流量的20倍，下层作为补偿的上溯水量为径流量的19倍。中国的长江口和珠江口的伶仃洋，也属于此种类型。

相当于强混合型，多见于潮汐作用强和宽度对深度的比值较大的河口。由于潮汐作用增强等原因，底层因摩擦产生的湍流足以搅拌整个水体，故盐度的垂直梯度极小，而纵向梯度却很明显，且沿入海的方向增加。此类型有两种情况：

（1）垂直均匀混合。这时，横向有盐度的差异。当河口相当开阔时，科里奥利力引起水流在水平方向上分离，向海的净流在各层都偏向右侧，而补偿的向陆净流则偏向左侧，形成了水平环流。英国的泰晤士河口，中国的钱塘江河口，都属于这种类型。

（2）断面均匀混合。若河口处河道不宽，则湍流不仅能使盐水和淡水在垂直方向均匀混合，也能使其在侧向均匀混合。即盐度只存在纵向梯度，整个断面的水流净值指向海洋。美国的毕斯凯塔瓜河口近似于此种类型。

上述各种混合和环流的类型，都明显受径流和潮流的比值所控制。此比值往往随时随地改变，使同一河口在不同时间里，或同一时间在河口的不同河段中，出现不同的类型，即可以从一种类型转化为另一种类型。以长江口为例，径流有洪季枯季的变化，潮流有大潮小潮的变化。枯季大潮时可为均匀混合型，洪季小潮时则可能出现高度成层型，但是全年中出现频率最多的却为部分混合型。河口几何形态对混合和环流的类型也有重要的影响。如径流保持不变时，河口宽度的增加，能改变径流和潮流的比值，这和减小径流量相似，都有增强混合的效果。