三、“胶莱运河”项目水流动力学条件初步估计（潮汐、环流）
“胶莱运河”项目水流动力学条件初步估计（潮汐、环流）
左军成 杜凌 李磊 李培良 陈宗镛
（中国海洋大学海洋环境学院，266003）
摘要：本文分析了胶州湾和莱州湾的潮汐特征，估算了胶莱运河胶州湾一侧的纳潮量。推测胶莱运河重新开通后，将形成沟通胶州湾、莱州湾和渤、黄海的环流系统——环山东半岛环流系统。如果在胶州湾一侧设闸，更易于在胶莱运河中形成稳定的由胶州湾流向莱州湾的流动。综合考察胶莱两湾的潮流和环流结构、以及胶莱运河对胶州湾和莱州湾之间的水交换的贡献，胶莱运河的开通将极大改善胶莱两湾的水环境条件，甚至改善环黄渤海海域的水环境条件。
前言
胶莱运河能够将胶州湾和莱州湾直接联通，对山东半岛周围海域乃至环黄渤海地区的水动力环境、生态环境和社会经济发展会产生重要影响。鉴于胶莱运河影响重大，本文对胶莱运河重新开通后可能产生的水动力环境状况进行了初步分析。
1 胶州湾和莱州湾的潮汐特征分析
1.1青岛大港与龙口验潮站潮位过程曲线比较
分别选取已有较长观测资料的青岛大港和龙口验潮站作为胶州湾和莱州湾的代表站，青岛和龙口港潮位过程曲线比较见图1。
图1 青岛和龙口港水位比较（右图是大潮期间水位，左图是小潮期间水位）
注：龙口港的水位是潮汐表上数值加上155厘米（155厘米是龙口港和青岛港潮高基准面之间的差值）
胶州湾的平均海面比莱州湾高出15cm（“1985国家高程基准”[1，2]），且两湾的月平均海面变化基本一致。
胶州湾为规则半日潮，莱州湾属不规则半日潮。潮差胶州湾比莱州湾大：胶州湾为2.5－4.0m，而莱州湾东部只有1.5m左右。胶州湾与莱州湾的潮汐基本上呈反相，即胶州湾是高潮时莱州湾的潮汐是低潮（图1）。
1.2 运河胶州湾一侧纳潮量估算
1.2.1 大潮期间
采用青岛大港1997年9月18日0时至9月20日23时的一个完整的大潮期间数据估算胶州湾一侧进入运河的流量。胶州湾的潮流一般介于0.3m/s到2m/s之间，湾顶处大约0.3m/s，湾口处最大流速可超过3m/s。因此分三种可能流速（0.3m/s，0.5m/s，1.0m/s）对大潮期间纳潮量进行估计。
每12个小时大约有6个小时海水高于平均海面，每天有12小时左右海水高于平均海面，可以向运河输入水量。假定运河宽度为500m，水深为6m或者8m（注：这里的水深仅指深度基准面之下的水深），则上述大潮期间每太阴日（24小时50分）由胶州湾进入运河的平均水量（单位是亿立方米）为：
|
运河水深(m) |
胶州湾运河入口处流速（m/s） | ||
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0.3 |
0.5 |
1 | |
|
6 |
0.318 |
0.530 |
1.060 |
|
8 |
0.385 |
0.642 |
1.284 |
1.2.2小潮期间
采用青岛大港1997年9月24日0时至9月27日02时的一个完整的小潮期间的数据估算进入运河的流量。该小潮期间每太阴日（24小时50分）由胶州湾进入运河的平均水量（单位是亿立方米）可类似的估算如下表：
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运河水深(m) |
胶州湾运河入口处流速（m/s） | ||
|
0.3 |
0.5 |
1 | |
|
6 |
0.300 |
0.500 |
1.000 |
|
8 |
0.367 |
0.611 |
1.222 |
综上所述，如果运河深度取8m,宽度取500m,则在考虑流速为0.5m/s的中等流速情况下,从胶州湾输入运河的海水量平均为每太阴日（24小时50分）0.627亿立方米，一年总量有222亿立方米。这样大的水量交换，将有助于胶莱两湾的水质更新。
2 胶莱运河及环山东半岛海域的环流水动力情况分析
2.1 自然状态下的水动力状况
胶州湾的多年平均海平面比莱州湾高15cm左右，胶州湾与莱州湾的海平面季节变化基本同步，各季节内两湾的平均海面高度差也基本类似于
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