桑溝灣筏式海帶養(yǎng)殖對潮流垂直結(jié)構(gòu)的影響

何宇晴，黃大吉*,3，曾定勇，喬旭東

(1．衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點實驗室，浙江 杭州 310012；2．國家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；3．浙江大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 舟山316021；4．浙江工商大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

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桑溝灣筏式海帶養(yǎng)殖對潮流垂直結(jié)構(gòu)的影響

何宇晴1,2，黃大吉*1,2,3，曾定勇1,2，喬旭東4

(1．衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點實驗室，浙江 杭州 310012；2．國家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；3．浙江大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 舟山316021；4．浙江工商大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

利用桑溝灣海帶播苗前和成熟期的海流剖面資料，對最顯著的M2分潮流橢圓四要素(最大流速、橢圓率、最大流速方向和最大流速出現(xiàn)時間)的垂直分布特征進行對比分析，結(jié)果表明筏式海帶養(yǎng)殖對潮流垂直結(jié)構(gòu)有顯著影響，由海帶播苗前的單一海底邊界層，變?yōu)楹С墒炱诘暮１砗秃５纂p重邊界層。海帶播苗前，M2分潮流橢圓要素在垂向上變化不大；而在海帶成熟期，從中層向海面和海底，最大流速迅速減小、橢圓率逐漸增大、最大流速方向左偏、最大流速出現(xiàn)時間提前。灣口中部的最大流速方向從海帶播苗前的南北方向轉(zhuǎn)為海帶成熟期的西北—東南方向，這是由水位梯度的變化造成的。

桑溝灣；筏式海帶養(yǎng)殖；潮流垂直結(jié)構(gòu)；M2分潮

0 引言

桑溝灣位于山東半島東端(37°01′～37°09′N，122°24′～122°35′E)，灣口朝東，面臨黃海。灣口長約11.5 km，東西寬約7.5 km，水域總面積約144 km2，平均水深7.5 m，最大水深18 m[1]。該灣水動力由潮驅(qū)動，潮汐類型為不正規(guī)半日潮，最大潮差可達2 m左右；潮流類型為正規(guī)半日潮，屬于往復(fù)流類型，其中M2分潮流明顯占優(yōu)[2]。桑溝灣是我國北方重要的貝藻養(yǎng)殖海灣，養(yǎng)殖歷史超過30 a，養(yǎng)殖面積已達全灣總面積的2/3，養(yǎng)殖品種主要包括海帶Saccharinajaponica，櫛孔扇貝Chlamysfarrei和長牡蠣Crassostreagigas[3]。養(yǎng)殖布局如圖1所示。為充分利用海域的空間資源，將海帶和籠內(nèi)養(yǎng)殖的濾食性貝類吊掛在浮筏和長繩上養(yǎng)殖。海帶的養(yǎng)殖時間一般是11月至翌年6月，海帶自海面向下生長，最長可達5 m，隨著海流方向的變化搖擺。高密度的海帶養(yǎng)殖對水動力的影響不容忽視[4]。

養(yǎng)殖設(shè)施及養(yǎng)殖生物的存在會使當(dāng)?shù)氐乃畡恿臻g特征明顯區(qū)別于自然海域。在水平方向上，養(yǎng)殖區(qū)流速顯著減弱，如新西蘭某貽貝養(yǎng)殖區(qū)的流速比周圍流速減小30%[5]，南非Saldanha灣貝類筏式養(yǎng)殖海區(qū)的流速平均只有周邊水流的15%左右，并且在養(yǎng)殖密度越大的區(qū)域，水流越小[6]。在垂直方向上，養(yǎng)殖海域的流速分布特征也有別于自然海域，表現(xiàn)為養(yǎng)殖層的海水流動緩慢，而非養(yǎng)殖層的流速得到一定程度的加強[5,7-8]。

圖1 桑溝灣的地理位置、養(yǎng)殖布局及觀測站位Fig.1 The geographic location, aquaculture species and observation stations in Sanggou Bay

歷史觀測資料表明養(yǎng)殖活動對桑溝灣水體流動存在顯著影響。1983—1984年的調(diào)查表明：灣口垂向平均最大流速為72 cm/s，灣內(nèi)垂向平均最大流速為30 cm/s[9]。而大規(guī)模養(yǎng)殖活動開展后，1994年的調(diào)查表明：灣口垂向平均最大流速為33 cm/s，灣內(nèi)垂向平均最大流速為15 cm/s，較80 年代降低了50%[2]。值得注意的是，以上垂向平均流速僅為表層和底層兩個觀測層次的平均流速，在筏式養(yǎng)殖區(qū)，受表層和底層邊界層的影響，其值比實際的垂向平均流速要小。近年來對桑溝灣潮流剖面的觀測表明，筏式養(yǎng)殖區(qū)的潮流垂直結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出不同于自然海區(qū)的特征。FAN et al[8]發(fā)現(xiàn)在大量養(yǎng)殖設(shè)施和部分未收獲的海帶的影響下，潮流最大流速并未出現(xiàn)在海面，而是在海面以下數(shù)米的位置，形成較厚的潮流上邊界層，且上層潮流相對于下層先漲先落。此外，SHI et al[4]通過建立一個考慮海面養(yǎng)殖設(shè)施和海帶阻力的三維水動力模型對桑溝灣水動力場進行了研究，模擬結(jié)果表明養(yǎng)殖使表層流速從33.1 cm/s 減小到12.2 cm/s，中層流速從19.8 cm/s 減小到13.9 cm/s，底層流速從3.2 cm/s 減小到2.3 cm/s，垂向平均流速減小了40%。

對于潮流垂直結(jié)構(gòu)的研究，國內(nèi)外學(xué)者通常從分潮流橢圓要素的角度進行理論分析[10-12]。潮流垂直變化的主要規(guī)律有：當(dāng)趨向海底時，潮流橢圓半長軸減小、橢圓率增加、橢圓傾角增大以及橢圓遲角減小。由于桑溝灣潮流的歷史調(diào)查數(shù)據(jù)以周日觀測為主，缺乏長時間剖面觀測數(shù)據(jù)，目前尚無關(guān)于從潮流橢圓要素的角度研究養(yǎng)殖活動造成潮流垂直結(jié)構(gòu)變化方面的報道。本文以2011—2012年海帶播苗前及成熟期多站位、長時間的流速剖面資料，對比分析海帶養(yǎng)殖前后最顯著的M2分潮流的垂向結(jié)構(gòu)特征，探討桑溝灣筏式海帶養(yǎng)殖對潮流垂直結(jié)構(gòu)的影響。

1 資料和方法

1.1 資料

于2011年10月—11月和2012年6月在桑溝灣布放了3個坐底觀測錨系，獲得了海帶播苗前和成熟期的水文資料。灣內(nèi)貝類養(yǎng)殖區(qū)的觀測站記為T1，灣口海帶-貝類混養(yǎng)區(qū)的2個觀測站從南向北分別記為T2和T3(圖1)。觀測儀器為ADCP海流計和RBR XR 420 CTD，分別用來觀測海流剖面和水位，海帶播苗前和成熟期的采樣時間間隔分別為20 min和10 min。ADCP換能器位于底上0.8 m，采取“仰視”工作方式，采樣層厚0.5 m，盲區(qū)設(shè)置1.05 m。觀測站的地理位置、水深及有效觀測時間見表1。為研究海帶養(yǎng)殖對潮流垂向結(jié)構(gòu)的影響，本文選取T2和T3站的流速剖面資料進行研究，3個觀測站的水位資料用于水位梯度的估算。

表1 站位信息和有效觀測時間

由于底基ADCP是從海底向上測量均勻間隔水層的流速，在z坐標(biāo)系(絕對深度坐標(biāo)系)下，流速剖面的上限位置會隨海面的起伏發(fā)生變化，不同時刻的海面流速對應(yīng)的觀測層次不同，海面附近觀測層次的數(shù)據(jù)時有時無，給分析海面附近的流動特征帶來困難[13]。為解決這一問題，本文在垂向上采用σ坐標(biāo)系(相對深度坐標(biāo)系，σ=z/H)，海底σ取0，海面σ取1，通過插值使每個相對深度上都有連續(xù)的數(shù)據(jù)，從而使得在觀測時間內(nèi)海流剖面都有相同的垂向觀測層數(shù)。在垂向剖面觀測數(shù)據(jù)從z坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到σ坐標(biāo)系之前，需要對原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。首先，將缺測或錯誤的數(shù)值(數(shù)值為-32768)、儀器傾斜角度>20°以及良好百分率<60%的數(shù)據(jù)標(biāo)記為缺測值。其次，通過匹配水位與流速剖面數(shù)據(jù)來確定流速剖面上限位置，并剔除上限之外的流速數(shù)據(jù)。最后，采用BOOK et al[14]的inpaint_nans.m程序?qū)θ睖y值進行插值填補。據(jù)統(tǒng)計，海帶播苗前的數(shù)據(jù)缺失率為0.1%～0.3%，成熟期的數(shù)據(jù)缺失率為2%～5%。

在σ坐標(biāo)系下各站的垂向觀測層數(shù)由平均水深除以0.5 m確定，T2和T3站的觀測層數(shù)分別為18和22。由于盲區(qū)和海表附近旁瓣區(qū)的影響，T2站有效觀測數(shù)據(jù)的σ=0.22～0.95，T3站有效觀測數(shù)據(jù)的σ=0.18～0.95。

1.2 方法

1.2.1 潮流橢圓的分解

眾所周知，潮流由許多不同頻率的分潮流所構(gòu)成，研究潮流垂直結(jié)構(gòu)的基本特征時，常對不同頻率的分潮流分別進行考察。由于分潮流的矢量端軌跡為橢圓，因此常用橢圓要素來刻畫分潮流的特征。潮流橢圓要素包括半長軸Ua、半短軸Ub、傾角Φ和遲角φ，它們分別表征分潮流的最大流速、最小流速、最大流速方向和最大流速出現(xiàn)時間。此外，也常用橢圓率e(Ub/Ua)來表征分潮流橢圓的形狀和旋轉(zhuǎn)特征[15]。

由于潮流橢圓的數(shù)學(xué)表達式復(fù)雜，在理論研究時，通常將分潮流橢圓分解成兩個旋轉(zhuǎn)分量[10]：

R+=R+ei(ω t+φ+)

(1)

R-=R-ei(-ω t+φ-)

(2)

其中，R為復(fù)數(shù)形式的潮流旋轉(zhuǎn)分量，R和φ分別代表旋轉(zhuǎn)分量的模和初相位，ω為分潮流旋轉(zhuǎn)角速度，下標(biāo)“+”和“-”分別代表氣旋分量(逆時針旋轉(zhuǎn))和反氣旋分量(順時針旋轉(zhuǎn))。旋轉(zhuǎn)分量的模和初相位與橢圓要素之間有如下關(guān)系：

Ua=R++R-

(3)

Ub=R+-R-

(4)

(5)

(6)

(7)

由以上關(guān)系可知，旋轉(zhuǎn)分量的相對強弱(模)決定了橢圓的形狀和旋轉(zhuǎn)特征，如當(dāng)R+大于R-時，e為正值，潮流橢圓以逆時針方向旋轉(zhuǎn)；反之當(dāng)R+小于R-時，e為負(fù)值，潮流橢圓以順時針方向旋轉(zhuǎn)。

1.2.2 水位梯度的估算

桑溝灣的線性水動力控制方程為：

(8)

(9)

其中，l1和l2分別為T1、T3站與T2站的距離，θ1和θ2分別為方向角。

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

其中，G和θ為壓強梯度力的旋轉(zhuǎn)分量振幅(模)和初相位，下標(biāo)“u”代表分潮流的橢圓要素，下標(biāo)“ξ”代表壓強梯度力的橢圓要素。由公式(13)可知無摩擦流與壓強梯度力橢圓的傾角相等。在桑溝灣，由于M2分潮的ω≈2f，因此，當(dāng)G+>3G-時，e∞>0，無摩擦潮流以逆時針方向旋轉(zhuǎn)；反之，無摩擦潮流以順時針方向旋轉(zhuǎn)。

2 結(jié)果

2.1 潮流垂直結(jié)構(gòu)的變化

本文采用PAWLOWICZ et al[16]提供的T_TIDE程序?qū)Рッ缜昂统墒炱诘暮Ａ髻Y料和水位梯度資料做調(diào)和分析，得到M2分潮流和水位梯度的橢圓要素，并從旋轉(zhuǎn)分量的角度進行分析。

2.1.1 最大流速的變化

圖2a給出了海帶播苗前各站M2分潮流最大流速的垂直分布。在T2站，最大流速的最大值出現(xiàn)在中上層(z/H=0.61)，大小為19.9 cm/s，表、底層最大流速略小，分別為19.0和18.2 cm/s。在流速相對較大的T3站，最大流速的最大值出現(xiàn)在下層(z/H=0.28)，大小為25.8 cm/s，向海面流速逐漸減小，表層最大流速18.4 cm/s比垂向最大值減小了近30%，該站最大流速分布特征與樊星 等[8]的觀測結(jié)果相一致。表層流速比其下層小，是由于海面養(yǎng)殖設(shè)施的摩擦作用引起的；底層流速越靠近海底越小，是由于海底的摩擦作用造成的。

如圖2b所示，海帶成熟期各站最大流速的垂直剖面特征較一致，最大值出現(xiàn)在無海帶覆蓋的中層，向海面和海底最大流速迅速減小，但接近海面時減小速率有所減緩。海帶養(yǎng)殖對上層流速的阻礙作用顯著，T2站和T3站的表層流速相對于中層的最大值分別減小了30%和78%。

圖2 海帶播苗前(a)和成熟期(b)最大流速的垂直分布Fig.2 Profiles of the maximum velocity during kelp-free period (a) and kelp-mature period (b)

此外，由表2可知，海帶養(yǎng)殖后，雖然表層流速顯著減小，但在無海帶覆蓋的中層流速顯著增加，所以海帶養(yǎng)殖前后最大流速的垂向平均值變化不大(T2和T3站垂向平均值的變化率分別為4%和7%)。因此，受海帶阻擋的部分水流會從海帶覆蓋層的下方進出海灣。

表2 海帶養(yǎng)殖前后M2分潮流最大流速值的對比

2.1.2 橢圓率的變化

如圖3a所示，海帶播苗前各站M2分潮流橢圓率在整個深度上均為負(fù)值，垂向變化不大，在-0.1附近，表明潮流橢圓在整個深度上以順時針方向旋轉(zhuǎn)，往復(fù)流特征明顯。到了海帶成熟期，各站橢圓率的最小值出現(xiàn)在中層，向海面和海底，橢圓率逐漸增大(圖3b)。在T2站，中層的橢圓率為負(fù)值，大小接近0，潮流為往復(fù)流；表、底層橢圓率接近0.2，潮流橢圓以逆時針方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)性增強。在T3站，中下層橢圓率約為-0.1，潮流橢圓以順時針方向旋轉(zhuǎn)，往復(fù)流特征顯著；表層潮流橢圓率超過0.2，為以逆時針方向的旋轉(zhuǎn)流。

圖3 海帶播苗前(a)和成熟期(b)M2分潮流橢圓率的垂直分布Fig.3 Profiles of the ellipticity of M2 tidal current during kelp-free period (a) and kelp-mature period (b)

從旋轉(zhuǎn)分量的角度看，在海帶播苗前，氣旋和反氣旋分量的振幅(模)在垂向分布上基本平行，反氣旋分量相對較強，使得潮流以順時針方向旋轉(zhuǎn)，橢圓率保持不變(圖4a和4b)；在海帶成熟期，T2與T3站由于旋轉(zhuǎn)分量的垂向變化趨勢不同，導(dǎo)致潮流垂向結(jié)構(gòu)不同。在T2站，相對較強的反氣旋分量以較大的速率從中下層向海面和海底減小，表、底層氣旋分量相對較強，潮流以逆時針方向旋轉(zhuǎn)(圖4c和3b)。在T3站，氣旋和反氣旋分量垂向變化的格局相似，但反氣旋分量的變化率比氣旋分量大，中上層氣旋分量比反氣旋分量強，而在中下層氣旋分量比反氣旋分量弱，相應(yīng)地，中上層以逆時針方向旋轉(zhuǎn)的潮流，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹邢聦右皂槙r針方向旋轉(zhuǎn)的潮流(圖4d和3b)。

圖4 海帶播苗前(a,b)和成熟期(c,d)旋轉(zhuǎn)分量振幅的垂直分布Fig.4 Profiles of the amplitude of rotary components during kelp-free period (a,b) and kelp-mature period (c,d)

2.1.3 最大流速方向的變化

如圖5a所示，海帶播苗前各站M2分潮流最大流速方向在垂直方向上變化很小，變化幅度不超過3°。M2分潮的頻率大于科氏參數(shù)(ω>f)，在T2站最大流速方向度隨靠近海底邊界層略有增大，該變化特征與葉安樂[17]對潮流橢圓長軸方向隨深度變化的研究結(jié)果相符合。到了海帶成熟期，從中層向海面或海底，最大流速方向度有所增大，即最大流速方向左偏，較海帶播苗前最大流速方向度的垂向變化幅度有所增大(圖5b)。在T2站，上層(z/H>0.7)最大流速方向度基本穩(wěn)定在135°附近，向海底最大流速方向度有所增大，底層最大流速方向度增大到140°左右。在T3站，上層(z/H>0.7)最大流速方向度隨著靠近海面而增大，表層最大流速方向度約為0°，下層最大流速方向度變化較小，保持在-8°～-7°之間。

圖5 海帶播苗前(a)和成熟期(b)最大流速方向的垂直分布Fig.5 Profiles of the direction of the maximum velocity during kelp-free period (a) and kelp-mature period (b)

2.1.4 最大流速出現(xiàn)時間的變化

如圖6a所示，海帶播苗前各站M2分潮最大流速出現(xiàn)時間在垂直方向上變化很小，變化幅度不超過5 min，表明整層海水同漲同落。到了海帶成熟期，各站最大流速出現(xiàn)時間的垂直分布發(fā)生顯著變化(圖6b)。在T2站，近底層最大流速出現(xiàn)時間最晚，向海面最大流速出現(xiàn)時間明顯提前，表層潮流的最大流速出現(xiàn)時間相較于底層潮流提前約75 min。在T3站，中層(z/H=0.45)最大流速出現(xiàn)時間最晚，表、底層最大流速出現(xiàn)時間有所提前，較中層潮流分別提前了60 min和15 min左右。

圖6 海帶播苗前(a)和成熟期(b)最大流速遲角(出現(xiàn)時間)的垂直分布Fig.6 Profiles of the time of maximum velocity during kelp-free period (a) and kelp-mature period (b)

從旋轉(zhuǎn)分量的角度看，在海帶播苗前，氣旋和反氣旋分量的初相位在垂向分布上基本平行(圖7a和7b)；在海帶成熟期，越靠近海面，氣旋分量的初相位越大，反氣旋分量的初相位越小，使得表層潮流的最大流速出現(xiàn)時間提前(圖7c和7d)。

2.2 水位梯度的變化

觀測發(fā)現(xiàn)，在海帶播苗前T2站的最大流速方向為南北向，而在海帶成熟期最大流速方向變?yōu)槲鞅薄獤|南方向，整體左偏45°左右。由桑溝灣水動力控制方程(8)可知，M2分潮流方向的轉(zhuǎn)變可能是由水位梯度的變化造成的。對T2站的水位梯度做調(diào)和分析，結(jié)果顯示海帶養(yǎng)殖前后M2分潮水位梯度的橢圓發(fā)生顯著變化，海帶養(yǎng)殖后水位梯度的橢圓傾角向左偏轉(zhuǎn)約40°(圖8)。

由公式(10)～(14)可求出無摩擦情況下的M2潮流橢圓要素。由無摩擦流與實測M2分潮流的對比可知(圖9)，實測潮流明顯小于無摩擦流，桑溝灣海區(qū)摩擦效應(yīng)不容忽視。海帶養(yǎng)殖前后無摩擦流的流向與實測潮流的方向相一致，因此桑溝灣海區(qū)的潮流方向主要由水位梯度所決定。海帶養(yǎng)殖后灣口中部的最大流速方向從南北向轉(zhuǎn)為西北—東南方向，這是水位梯度的變化造成的。

圖7 海帶播苗前(a,b)和成熟期(c,d)旋轉(zhuǎn)分量初相位的垂直分布Fig.7 Profiles of the phase of rotary components during kelp-free period (a,b) and kelp-mature period (c,d)

圖8 海帶養(yǎng)殖前后T2站的水位梯度變化Fig.8 The variation of sea level gradient from kelp-free period to kelp-mature period at station T2

圖9 海帶播苗前(a)和成熟期(b)無摩擦流與實測 M2分潮流的對比Fig.9 Comparison of frictionless and in-situ M2 tidal current between kelp-free period (a) and kelp-mature period(b)

3 結(jié)論

基于桑溝灣海帶播苗前和成熟期的海流剖面資料，采用調(diào)和分析法對海帶養(yǎng)殖前后最顯著的M2分潮流橢圓要素(最大流速、橢圓率、最大流速方向和最大流速出現(xiàn)時間)的垂向分布特征進行了對比分析，研究表明筏式海帶養(yǎng)殖對桑溝灣潮流垂直結(jié)構(gòu)有顯著影響。

在海帶播苗前，M2分潮各橢圓要素在垂向上較均勻。表、底層最大流速略小，垂向變化不超過30%；橢圓率穩(wěn)定在-0.1附近，分潮流在整個深度上以順時針方向旋轉(zhuǎn)且往復(fù)流特征顯著；最大流速方向度的垂向變化幅度不超過3°；最大流速出現(xiàn)時間的垂向變化幅度不超過5 min，整個水柱的潮流同漲同落。

在海帶成熟期，從中層向海面和海底，M2分潮各橢圓要素的變化趨勢較一致。最大流速的最大值出現(xiàn)在無海帶覆蓋的中層，向海面和海底最大流速快速減小，表層最大流速較中層最大可減小78%；橢圓率的最小值出現(xiàn)在中層，向海面和海底橢圓率逐漸增大，順時針旋轉(zhuǎn)的潮流轉(zhuǎn)為逆時針旋轉(zhuǎn)，潮流的旋轉(zhuǎn)性明顯增強；從中層向海面或海底，最大流速方向度增加，最大流速方向左偏，較海帶播苗前最大流速方向度的垂向變化幅度有所增大；中層潮流的最大流速出現(xiàn)時間最晚，向海面和海底最大流速出現(xiàn)時間有所提前，表層最大潮流出現(xiàn)時間較中層提前約1 h。這些特征一致表明，在海帶成熟期存在表層和底層雙重邊界層。

海帶養(yǎng)殖后，表層流速顯著減小，無海帶覆蓋的中層流速顯著增加，最大流速的垂向平均值與海帶養(yǎng)殖前相比變化不大，受海帶阻擋的部分水流會從海帶覆蓋層的下方進出海灣。觀測結(jié)果還表明，海帶養(yǎng)殖后灣口中部的最大流速方向從南北向轉(zhuǎn)為西北—東南方向，這是水位梯度的變化造成的。

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Effect of suspended kelp culture on vertical structure of tidal current in Sanggou Bay, China

HE Yu-qing1,2， HUANG Da-ji*1,2,3， ZENG Ding-yong1,2， QIAO Xu-dong4

(1．StateKeyLaboratoryofSatelliteOceanEnvironmentDynamics，Hangzhou310012,China; 2．SecondInstituteofOceanography,SOA,Hangzhou310012,China; 3．OceanCollege,ZhejiangUniversity,Zhoushan316021,China; 4．SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,ZhejiangGongshangUniversity,Hangzhou310018,China)

The vertical distribution of tidal ellipse parameters (amplitude of the major axis, ellipticity, direction and phase) of the dominantM2tidal current in Sanggou Bay are analyzed based on in-situ observed current profile data during kelp-free and kelp-mature periods. The results indicate that the suspended kelp culture has a remarkable effect on vertical structure of tidal current. The parameters ofM2tidal ellipse vary little in the vertical direction during kelp-free period. In contrast, due to the impact of the suspended kelp, theM2tidal ellipse parameters show a significant vertical variation during kelp-mature period. Specifically, moving away from the middle layer towards both surface and bottom boundary layers, the maximum velocity decreases rapidly, the ellipticity increases, the direction of the maximum velocity veers clockwise and the appearing time of maximum velocity becomes earlier. The observed data also indicate that at the middle entrance of Sanggou Bay, the direction of the maximum velocity turns from the north-south direction during the kelp-free period to the northwest-southeast direction during the kelp mature period, which was found to be caused by the relevant change of sea level gradient.

Sanggou Bay；suspended kelp culture；vertical tidal current structure；M2tidal current

10.3969/j.issn.1001-909X.2016.04.003.

2016-05-17

2016-06-17

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目資助(2011CB409803)

何宇晴(1991-)，女，江蘇張家港市人，主要從事海洋動力過程方面的研究。E-mail：heeyuqing1991@163.com

*通訊作者:黃大吉(1962-)，男，研究員，主要從事海洋動力過程和海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)方面的研究。E-mail：djhuang@sio.org.cn

P731.2

A

1001-909X(2016)04-0020-08

10.3969/j.issn.1001-909X.2016.04.003

何宇晴，黃大吉，曾定勇，等. 桑溝灣筏式海帶養(yǎng)殖對潮流垂直結(jié)構(gòu)的影響[J]. 海洋學(xué)研究,2016,34(4):20-27,

HE Yu-qing，HUANG Da-ji，ZENG Ding-yong, et al. Effect of suspended kelp culture on vertical structure of tidal current in Sanggou Bay, China[J]. Journal of Marine Sciences, 2016,34(4):20-27, doi:10.3969/j.issn.1001-909X.2016.04.003.