珠江河口底边界层非相似结构及其对河口过程的响应机制

底边界层流是河口水动力与泥沙输移的关键过程。在各种河口过程作用下，底边界层流具有复杂的非相似结构，然而其形成机制并不完全清楚。随着现场观测技术的发展，尤其是近年来高分辨率声学探测技术的日臻成熟，三脚架观测系统能够在现场稳定同步地观测底边界层流与河口过程，这为研究河口过程与边界层流之间相互作用提供了技术保证。本项目将采用自行组装研制的三脚架系统，对珠江黄茅海河口潮汐底边界层平均流与湍流、波浪、温度、盐度与悬沙浓度等属性进行系统观测，分别从底边界层流结构（平均流剖面结构、湍流各向异性、湍流能谱）、应力-应变关系、以及湍流能量平衡等角度分析底边界层非相似结构特征，进一步探讨流的非恒定、潮汐非对称性、稳定层化等对边界层非相似结构的作用机制。底边界层流非相似结构及其形成机制的研究，对于深入理解河口水动力结构及其形成与变异机制具有重要的理论意义。

围绕潮汐河口底边界层流非相似结构及其对河口过程的响应机制，分别在座底三脚架观测系统、高频湍流数据后处理方法、新现象和模型理论等四个层面开展了独创性的系统工作：（1）研制和完善了三脚架底边界层观测系统，取得两项专利；（2）建立了ADV湍流观测后处理的综合集成方法，被评委认为是”一项系统的创新工作，可以作为标准化的处理方法”； (3) 发现了潮汐底边界层螺旋流结构及其对河口最大浑浊带的影响，提出了潮汐底边界层螺旋流与泥沙再悬浮的加速起动新机制，修正了泥沙悬浮起动的经典认识；(4) 提出了底边界层流与泥沙输移的广义相似标度模型，将经典的分层流相似理论（MOST）和泥沙扩散理论推广到内部自洽与基础更牢固的一般体系。研究成果发表在本领域国际和国内重要学术刊物，如Journal of Physical Oceanography, Marine Geology, Estuarine, Coastal and Shelf Science,海洋学报等6篇，后续成果正在整理发表中。项目组主要成员以特邀报告或口头报告形式在国际和国内重要学术会议报告10次。