浙江大学学报(工学版)

浙江大学学报(工学版), 2019, 53(2): 315-324 doi: 10.3785/j.issn.1008-973X.2019.02.015

水资源与海洋工程

洋山海域三维潮流和余流特征的数值模拟

唐燕玲,, 徐卢笛, 贺治国,, 陈葆德, 徐杰, 李莉

Numerical simulation of three-dimensional characteristics of tidal current and residual current in Yangshan Harbor

TANG Yan-ling,, XU Lu-di, HE Zhi-guo,, CHEN Bao-de, XU Jie, LI Li

通讯作者: 贺治国，男，教授. orcid.org/0000-0002-0612-9062. E-mail： hezhiguo@zju.edu.cn

收稿日期: 2017-09-20  

Received: 2017-09-20  

作者简介 About authors

唐燕玲（1992—），女，硕士生，从事海洋数值模拟研究.orcid.org/0000-0002-9604-7705.E-mail:yltang@zju.edu.cn , E-mail：yltang@zju.edu.cn

摘要

基于最新的水下地形数据和非结构网格，利用有限体积海洋模型（FVCOM），建立洋山海域高分辨率水动力数值模型，研究该海域建港工程后潮流和余流的三维动力学特征. 结果表明，峡道西部涨潮流大于落潮流，东部相反. 南岛链以南海域流速均大于北岛链以北流速，峡道窄口处出现高流速区和环流现象，涨潮流表层最大流速可达2.88 m/s. 涨憩时刻，南岛链南岸和北岛链北岸都形成表层向北、底层向南的表-底层环流，落憩时刻相反. 落急时，深水航道处出现表层向南、底层向北的表-底层环流. 受围海造地工程后地形影响，峡道内M2分潮潮流椭圆主轴均沿岸线方向. 与工程前相比，峡道效应增强. 洋山海域整体以海向余流占优，但峡道内形成陆向余流. 峡道窄口处存在余流分离现象，峡道西部余流滞流点东移.

关键词： 洋山港 ; 潮流 ; 余流 ; 非结构网格 ; 有限体积海洋模型

Abstract

The finite-volume community ocean model (FVCOM) was used to establish a high-resolution numerical model based on the latest bathymetry data and unstructured mesh. The three-dimensional characteristics of the tidal current and residual current in Yangshan Harbor after the construction of the harbor were studied. Model results indicated that the speed of flood tide was faster than that of the ebb tide in the west of the narrow, and the performance of the east was opposite. The speed in the south of the islands was higher than that in the north. High velocity region and circulation phenomenon appeared at the narrow entrance of the tidal channel, and the peak speed reached 2.88 m/s at the surface level during flood tide. In the north and south areas of the islands, eddies were formed during the flood slack tide, with the northward current at surface and southward current at bottom. And the direction was opposite during ebb slack tide. A circulation existed with the southward current at surface and northward current at bottom during ebb tide at the deep-water channel. The directions of the M2 tidal ellipses were controlled by the coastlines under the influence of the project. The tidal choking effect increased after the construction of the harbor. The residual current was dominated by seaward in Yangshan Harbor sea area, but landward residual current existed in the channel. Separation of residual current appeared at the narrow entrance of the tidal channel. The stagnation point moved eastward.

Keywords： Yangshan Harbor ; tidal current ; residual current ; unstructured mesh ; finite-volume community ocean model (FVCOM)

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本文引用格式

唐燕玲, 徐卢笛, 贺治国, 陈葆德, 徐杰, 李莉. 洋山海域三维潮流和余流特征的数值模拟. 浙江大学学报(工学版)[J], 2019, 53(2): 315-324 doi:10.3785/j.issn.1008-973X.2019.02.015

TANG Yan-ling, XU Lu-di, HE Zhi-guo, CHEN Bao-de, XU Jie, LI Li. Numerical simulation of three-dimensional characteristics of tidal current and residual current in Yangshan Harbor. Journal of Zhejiang University(Engineering Science)[J], 2019, 53(2): 315-324 doi:10.3785/j.issn.1008-973X.2019.02.015

洋山海域位于杭州湾口北侧、长江口南部，由东-西走向的南岛链与西北-东南走向的北岛链组成. 南、北岛链合围成1个西宽东窄的潮汐通道，水深自西向东递增，西侧宽度约为8.1 km，深度约为10 m，东侧宽度最窄处约为0.9 km，最大水深约为87 m，形成天然的深水航道. 2002—2008年国家对洋山海域实施围海造地工程，先后封堵了北岛链3个潮汐通道，建立了离岸式洋山深水港[1]. 洋山港流场结构主要由潮流控制，受岛链地形的影响较大，受波浪和径流的影响较小. 港区潮流和余流结构复杂，影响高浓度悬沙的输移特征[2]. 因此，深入研究洋山海域三维潮流和余流结构特征，对港口工程建设和航道冲淤有重要的实际意义[3].

国内外学者对洋山港工程前后的海域水动力特性颇为关注. 李玉中等[4-5]利用1996年11个水文临时测站的海流观测数据发现工程前洋山海域内存在滞流区现象以及余流分离与会聚现象. Ying等[6]利用1998—2010年实测地形数据和数值实验分析洋山港工程前后的地貌改变，指出港区内东南部出现淤积的主要原因是水位壅高导致的流速减小. 杜景龙等[7]、万新宁[8]、Zuo等[9-10]、张志林等[11-12]分别根据实测水文、泥沙资料、GIS技术与二维数值模型，分析堵汊陆连工程前后洋山海域水动力、泥沙、地形冲淤的变化. 杨忠勇[13-15]根据1999—2007年工程前后实测数据分析洋山海域的潮动力特征及驻波、壅水现象，并结合数值模拟，从地转偏向力、壅水、憩流3个方面分析工程前后洋山海域流场变化原因. Guo等[1]利用有限体积海洋模型（finite-volume community ocean model, FVCOM）分析建港工程对洋山海域峡道效应的影响，结果表明工程后峡道效应加强，潮能通量空间分布改变较大，但港区内总潮能密度几乎不变.

洋山海域岸线复杂、水下地形变化显著，潮流动力具有明显的三维特征. 虽然学者们对工程前后该海域的水动力进行了分析，但洋山港建港后潮流和余流的三维结构特征，以及地形变化下的最新响应特征仍有待进一步分析. 基于最新地形观测数据，采用非结构网格，建立洋山海域高分辨率水动力数值模型，综合考虑径流与风场对该海域水动力的影响，研究其潮流和余流结构的三维特性，以期为洋山港的管理和运行提供指导依据.

1. 洋山海域水动力数值模型

1.1. 模型构建

水动力模型基于FVCOM，采用非结构化地形网格，有效拟合洋山海域复杂的岸线和剧烈的地形变化. 模型主要控制方程如下[16-18]：

$\frac{{\partial \zeta }}{{\partial t}} + \frac{{\partial Du}}{{\partial x}} + \frac{{\partial Dv}}{{\partial y}} + \frac{{\partial \omega }}{{\partial \sigma }} = 0 ,$

$ \begin{split} \displaystyle\;\;\frac{{\partial Du}}{{\partial t}} &+ \frac{{\partial D{u^2}}}{{\partial x}} + \displaystyle\frac{{\partial Duv}}{{\partial y}} + \frac{{\partial u\omega }}{{\partial \sigma }} - fvD = \\ &\quad\displaystyle- gD\frac{{\partial \zeta }}{{\partial x}} - {\kern 1pt} {\kern 1pt} \frac{{gD}}{{{\rho _0}}}\left[\frac{\partial }{{\partial x}}\left(D\int_\sigma ^0 {} {\rho {\rm{d}}\sigma '} \right) + \sigma \rho \frac{{\partial D}}{{\partial x}}\right] + \\ &\quad\displaystyle\frac{1}{D}\,\frac{\partial }{{\partial \sigma }}\left({K_{\rm{m}}}\frac{{\partial u}}{{\partial \sigma }}\right) + D{F_x}, \end{split} $

$ \begin{split} \displaystyle\;\;\frac{{\partial Dv}}{{\partial t}}& + \frac{{\partial Duv}}{{\partial x}} + \frac{{\partial D{v^2}}}{{\partial y}} + \frac{{\partial v\omega }}{{\partial \sigma }} + fuD = \\ &\quad\displaystyle- gD\frac{{\partial \zeta }}{{\partial y}} - \frac{{gD}}{{{\rho _0}}}\left[\frac{\partial }{{\partial y}}\left(D\int_\sigma ^0 {} {\rho {\rm{d}}\sigma '} \right) + \sigma \rho \frac{{\partial D}}{{\partial y}}\right] + \\ &\quad\displaystyle\frac{1}{D}\frac{\partial }{{\partial \sigma }}\left({K_{\rm{m}}}\frac{{\partial v}}{{\partial \sigma }}\right) + D{F_y}. \end{split} $

式中：D为水深；ζ为自由面高度；t为时间；u、v、ω分别为x、y、σ方向上的速度分量；f为科氏参数；g为重力加速度；ρ0为参考密度；ρ为海水密度；DFx、DFy分别为水平扩散项；Km为垂直涡旋粘性系数，由修正的Mellor和Yamada的2.5阶（MY-2.5）湍流闭合子模型[19-21]计算得出.

模型采用高分辨率网格，计算域为120.0°E~123.3°E，29.2°N~32.2°N，水深为0~106 m. 计算域网格包括148 375个节点，286 204个三角形单元，垂向共分为10层. 海洋开边界设置在水深变化平缓且距离洋山港较远的外海，网格分辨率约为9 km. 近岸靠近岛屿与河口的区域，水深变化幅度较大，采用高分辨率网格以保证计算精度，研究区域洋山港处最高分辨率可达10 m，如图1所示.

图 1

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图 1   模型计算域位置、网格及地形示意图

Fig.1   Sketch of location of computational domain, model mesh and terrain


大区域岸线数据为美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的美国地球物理资料中心(NGDC)提供的高精度数据(https://www.ngdc.noaa.gov/mgg/shorelines/gshhs.html)，水深数据采用NOAA提供的分辨率为1′的ETOP1地形数据(https://ngdc.noaa.gov/mgg/globalglobal.html). 重点研究区域洋山海域的岸线数据来自google earth的卫星云图，水深数据来自海事局提供的2015年最新电子海图，数据分辨率可达10 m. 外海开边界给定8个主要分潮(K1、O1、P1、Q1、M2、S2、N2、K2)的每小时潮位数据作为潮位驱动条件. 各分潮的调和常数来自美国俄勒冈州立大学建立的全球海洋潮汐潮流模型TPXO的模拟结果[22]. 长江流量采用大通水文站的流量数据，从水位管理系统(http://yu-zhu.vicp.net/)获取；钱塘江流量采用富春江水文站的流量数据，温度取常数20 °C，盐度取常数0‰. 风场数据为欧洲中尺度气象预报中心(ECMWF)提供的再分析数据(http://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim-full-daily/levtype=sfc/)，数据内容主要为海平面以上10 m高度处风速的水平分量，时间精度为6 h，空间分辨率为0.125°.

模型计算时间为2014年5月15日至8月1日. 模型初始流速和水位设置为0，初始温度设置为20 °C，初始盐度设置为30‰. 外模时间步长为0.1 s，内模时间步长为0.2 s. 模型运行7 d后基本消除初始误差，达到稳定，提取7月15日至7月30日的数据用于结果分析.

1.2. 模型验证

模型采用2014年7月15至30日零点时刻的潮位（洋山港站、马迹山站）和潮流（海礁浮标站、口外浮标站）数据进行验证（见图2）. 图中，Z为潮位，V为流速，A为流向. 验证数据来自上海海洋气象台观测数据. 模型预测的精确程度采用Skill来评估[23]：

图 2

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图 2   洋山港、马迹山潮位以及海礁浮标、口外浮标流速与流向验证结果

Fig.2   Verification of tidal elevation in Yangshan Harbor and Majishan, and verification of flow velocity and flow direction in Haijiaofubiao and Kouwaifubiao


${\rm{Skill = }}1 - \displaystyle\frac{{\displaystyle\sum\limits_{i = 1}^N {|{X_{od }} - {X_{\rm obs}}{|^2}} }}{{\displaystyle\sum\limits_{i = 1}^N {{{(|{X_{od }} - {{\overline X }_{\rm obs}}| + |{X_{\rm obs}} - {{\overline X }_{\rm obs}}|)}^2}} }}.$

式中：Xmod、Xobs分别为模拟值与实测值； ${\overline X _{{\text{obs}}}}$ 为实测值的时间平均；Skill为[0,1.0]，1.0表示实测值与模拟值完全一致，0表示实测值与模拟值完全不一致.

洋山港站与马迹山站的Skill为0.99，海礁浮标站的流速与流向的Skill分别为0.86、0.84，口外浮标站的流速与流向的Skill分别为0.91、0.87. 验证结果表明模型计算的潮位、流速、流向结果均与实测值吻合较好.

2. 结果与讨论

2.1. 潮流结构

外海潮波受岛群制约，涨落潮流主要通过东侧小岩礁-大洋山汊道、北侧颗珠山-小洋山汊道、南侧大山塘-大洋山汊道进出洋山海域（见图3）. 洋山海域涨、落潮的流向与南北岛链之间峡道走向基本一致，为东南-西北向往复流. 受两侧岸线摩擦力影响，海域中部流速大于南北两侧近岸线位置处的流速.

图 3

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图 3   洋山局部海域大潮时期各时刻表层流场图（红色圆圈代表各时刻环流位置）

Fig.3   Surface flow field in each period during spring tide in Yangshan Harbor with red circle representing circulation position in each period


大潮期间涨潮时，峡道效应导致峡道窄口处（小岩礁-大洋山断面）产生高流速区，流速最大达到2.88 m/s. 涨急时，峡道东部（小岩礁-大洋山断面以东的峡道区）的涨潮流由于受到大洋山的反射，一部分涨潮流向东偏转，于中门堂前沿形成顺时针环流. 涨潮流进入峡道后，在峡道西侧（小岩礁-大洋山断面以西的峡道区）大洋山前沿形成逆时针环流，该环流的形状与强度主要受大洋山岛岸线角度影响. 落潮时，由于峡道效应，峡道西侧落潮流速小，东侧出现高流速区. 涨落憩时段，潮汐通道内均存在环流[14]. 底层流场与表层类似，但流速较小. 小潮期间现象与大潮期间类似，但流速更小.

采用洋山海域5个垂直岸线的断面（P1~P5）和1个平行于岸线的断面（P6）大潮期间的流速大小垂向剖面，分析其三维潮流特性（见图1（b））.

如图4所示为断面大潮期间涨落急流速大小垂向剖面图，图中，S为距每个断面起点的距离. 由图4可知，涨急时，P1至P4断面总流速依次降低，受东海前进潮波、峡道地形、地转偏向力等因素的影响，最大涨潮流速在断面中间略有北偏. 在近岸区域，由于北岸顺直岸线束流导流作用，加上北岸沿峡道方向地形变化较为平缓、水深较浅，而南岸垂直断面方向地形变化较大、水深较深，北岸流速均大于南岸. 受南岸岛屿岸线和水深的影响，在近南岸存在1条低流速带. 最大和最小流速分别位于P1断面表层（约为2.8 m/s）和近南岸底层（约为0.08 m/s）. P4断面近南岸双连山处由于浅化效应出现一高流速区.

图 4

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图 4   P1至P4断面大潮期间涨落急流速大小垂向剖面

Fig.4   Vertical velocity profile in P1 to P4 cross sections in flood and ebb periods during spring tide


落急时，P4至P1断面最大流速区逐渐偏向断面中间. 由于垂直P2断面方向的中间水深突然加深（如图1（f）所示），其中间流速小于两侧. 最大流速出现在P4断面近北岸表层，约为2 m/s. 由于P1断面的峡道效应，P2、P3断面的流速稍低于P1断面. P3至P2断面水深变深，导致P3断面流速略大于P2断面.

由于南北岸地形差异，P1~P4断面北岸的涨落急流速均大于南岸. 由于峡道窄口的峡道效应，P1、P2、P3断面涨急流速均大于落急流速. 由于底床摩阻的作用，P1~P4断面流速自表层至底层降低，P2断面流速降低梯度最大（约为54%）.

P5断面为沿着洋山港峡道西侧至东侧的西北-东南横向断面. P5断面的平行断面方向以向东南为正，黑线表示流速为0的等值线（见图5）. 平行断面流速剖面显示，在涨急时，峡道窄口（距离P5断面起始点约12 km处）西侧流速大于东侧；落急时，东侧流速大于西侧，与前文所得的落急流速在P4、P1、P3、P2依次由大到小的分布结论一致. 涨憩时刻，在4~8 km处存在沿潮汐通道环流，表层流速向西北，底层流速向东南. 落憩时刻在峡道东西侧均存在不同程度的横向环流. 建港后 P5断面的流速受地形因素制约，主要为沿潮汐通道方向，垂直断面方向流速较低（<1 m/s）.

图 5

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图 5   大潮期间P5断面平行断面涨落急流速剖面（黑线表示流速为0的等值线）

Fig.5   Vertical velocity profile parallel to P5 cross section in flood and ebb periods during spring tide with black line representing contour of 0 flow rate


P6断面横跨深水航道与南北岛链，垂直断面方向以向东为正（见图6）. 垂直断面流速剖面显示，涨急时深水航道流速大于北岛链以北及南岛链以南海域，最大流速为2.20 m/s；落急时相反，最大流速出现在南岛链以南海域，约为1.81 m/s. 这是因为P6断面深水航道位于峡道窄口偏西侧，由于峡道效应，在涨急时峡道西侧存在高流速区，落急时峡道窄口导致落潮流下泄受阻，峡道窄口西侧流速减弱. 涨落急时均为南岛链以南海域流速大于北岛链以北海域流速，这是由于涨潮时大洋山向南突出的地理位置导致潮波汇聚，落潮时大洋山与大山塘之间、大山塘与双连山之间的汊道形成弱射流.

平行断面方向以向南为正，如图6所示. 涨急时，在北岛链以北海域约2.5 km处出现横向环流，表层流速向北，底层流速向南，有利于底层泥沙向南输移. 落急时在深水航道出现表层向南，底层向北的横向环流，有利于底层泥沙向北输移. 涨落憩时在北岛链以北海域、深水航道及南岛链以南海域均存在弱横向环流，涨憩环流表层向北、底层向南（<0.03 m/s），北岛链北岸易淤；落憩环流方向相反（0.02 m/s），南岛链南岸易淤.

图 6

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图 6   P6断面大潮期间平行与垂直断面的流速剖面（黑线表示流速为0的等值线）

Fig.6   Vertical velocity profiles parallel or perpendicular to P5 cross section respectively in flood and ebb periods during spring tide with black line representing contour of 0 flow rate


2.2. 潮流椭圆

通过对15 d（2014年7月15日至2014年7月29日）的潮流流速的调和分析[24]，获得M2分潮的潮流椭圆三维分布特征，如图7所示. 特征点A到O的潮流椭圆长轴fmaj、短轴fmin、方向Ainc和椭圆率k垂向分布如图8所示. 椭圆率的定义为k=Wmin/Wmax，Wmin为最小流速值，Wmax为最大流速值，k为正代表逆时针旋转，k为负代表顺时针旋转.

外海开阔海域潮流运动形式主要为旋转流，岛屿附近及近岸位置，潮流受到地形制约，运动形式主要为往复流（见图7）. 往复流的最大流速大于旋转流，但旋转流的最小流速大于往复流的最小流速. 近岸区域，潮流椭圆主轴方向与岸线方向一致.

图 7

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图 7   洋山海域潮流椭圆图（红色代表表层，蓝色代表中间层，绿色代表底层）

Fig.7   Distribution of tidal current ellipses in Yangshan Harbor with red lines representing surface layer, blue lines representing middle layer, and green lines representing bottom layer


M2分潮椭圆长轴的最大值出现在峡道窄口表层I点处，达到 1.67 m/s（见图8）. 由于受到底摩擦作用，椭圆长轴和短轴自表层至底层逐渐减小，在近底层减小较快. 峡道口（点I）椭圆长轴自表层至中层几乎不变. B点由于位于北岛链以北的内凹岸线附近，椭圆长轴最小. 整体上，椭圆短轴为负值（顺时针方向旋转）的位置，短轴大小随水深增加而减小，即顺时针旋转潮流随水深增加变得更扁，趋近于往复流. 椭圆短轴为正值（逆时针旋转）的位置，其中F、I点短轴大小随水深增加而增大，更趋近于旋转流，但H、J点短轴大小随水深增加先增大后减小，D点短轴大小随水深增大而减小，表明逆时针旋转位置的规律性较不明显.

图 8

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图 8   M2分潮潮流椭圆长轴、短轴、最大流速方向及椭圆率垂向分布示意图

Fig.8   Vertical distribution of semimajor, semiminor, inclination and ellipticity of M2 tidal current ellipse


洋山港外围海域基本以顺时针旋转为主，其9个特征点A、B、C、E、G、L、M、N、O的椭圆率自表层至底层均为负值. 峡道西部P2~P3断面附近（K、J特征点）随水深增加由顺时针逐渐变为逆时针旋转. 峡道中部（J特征点）的椭圆率在21 m水深处达到最大，随后随着水深的增加又逐渐减小，趋于往复流.

各特征点的最大流速方向随水深的增加有轻微变化，最大变化幅度不超过10°. 由于受到大洋山岛右侧东北-西南走向的岸线的影响，峡道东部，大洋山岛的右下方（特征点F）最大流速方向约为23°. 其余特征点的最大流速方向均为西北-东南走向. 受顺直岸线的影响，峡道内K特征点最大流速方向不随水深增加而变化.

2.3. 余流结构

余流场采用欧拉余流计算方法，分别取2个半日潮周期（约25 h）计算所得的大潮表层、大潮底层、小潮表层、小潮底层余流数据以及连续半个月流场数据计算平均表底层余流（见图9）.

洋山海域整体以海向余流占优，峡道内以陆向余流占优. 余流流向主要为WNW-ESE向，基本与峡道走向一致. 大小潮最大余流均出现在峡道窄口近大洋山侧附近，大潮表层余流可达0.98 m/s，平均余流流速约为0.15 m/s；小潮表层流速可达0.53 m/s，平均余流流速约为0.08 m/s. 余流流速随水深增加而减小，流速最大值均出现在近岸. 底层余流流速约为表层余流流速的66%. 表、底层余流方向基本一致并且在近岸区域出现余环流现象.

峡道西部在大小潮期间均出现滞流点，峡道东部出现小潮滞流点，位置如图9中红色方框所示. 洋山港工程封闭了北岛链3个主要潮汐通道，峡道效应增强，导致峡道内涨潮流减弱，落潮流增强. 因此建港后，大小潮滞流点均往东南方向移动，进入峡道内. 模型显示大潮滞流点位于小潮滞流点东南侧，与工程前的实测数据结果相反[4-5]. 大潮期间峡道西部海向余流比陆向余流强，将滞流点推向东南方向，小潮期间相反，导致大潮滞流点位于小潮滞流点东南侧. 峡道中间窄两端宽的地形特征，导致峡道窄口出现余流分离现象，分离点位置如图9中红色圆圈所示，该结果与李玉中等[4-5]在洋山海域工程前的实测数据分析结果相同.

大小潮周期内表层与底层余流均在峡道西部出现滞流点. 受北岛链将军帽附近海域内凹型岸线的影响，在涨落潮期间余流均出现环流场，如图9（e）、（f）中红色三角形所选区域所示. 大山塘与大洋山之间海域在大小潮期间底层余流均出现环流. 小潮期间在大乌龟以南附近海域表底层余流场也出现环流现象.

图 9

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图 9   欧拉余流场分布示意图（红色矩形、圆形、三角形分别代表滞流点、分离点、环流位置）

Fig.9   Distribution of Euler residual current with red rectangle, circle, and triangle representing stagnation point, separation point and circulation position respectively


洋山港余流会聚的滞流区对悬沙有汇聚作用，余流分离区悬沙浓度较低，因此工程后，悬沙汇集区可能会向东南移动，进入峡道西部.

3. 结　论

基于非结构网格，建立洋山海域水动力数值模型，研究高分辨率地形观测数据和建港工程后潮流和余流结构的三维特征. 数值模型的计算结果与实测数据吻合较好. 通过分析洋山海域潮流、余流、潮流椭圆等特征，得出主要结论如下.

（1）洋山海域潮流运动以往复流为主. 峡道西部涨潮流大于落潮流，东部相反. 自表层至底层，M2潮流椭圆长轴减小，方向变化小于10°. 潮汐通道内椭圆主轴主要沿岸线方向. 峡道西部椭圆表层为顺时针旋转，底层相反.

（2）涨落憩时段，峡道窄口西侧潮汐通道内存在环流. 自峡道窄口处往西，涨落潮最大流速均从中间位置逐渐北偏，北岸流速均大于南岸，涨急流速递减. 涨急时深水航道处流速大于南北海域，落急时最大流速出现在南岛链以南海域. 涨落潮均为南岛链以南流速大于北岛链以北流速. 涨落憩时在北岛链以北海域、深水航道及南岛链以南海域均存在横向环流，涨憩环流表层向北底层向南，落憩环流方向相反.

（3）洋山海域整体以海向余流占优，但峡道内形成陆向余流. 余流最大值出现在峡道窄口处，余环流现象出现在近岸区域，余流流速随水深增加而减小. 在峡道窄口处存在余流分离现象，在峡道西部存在余流会聚现象. 工程后余流会聚海域形成的滞流区相比工程前的滞留区有所东移.

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