围江渔港位于福建省霞浦县西南侧的沙江镇围江村，东临东吾洋，该地区的主要产业为渔业以及特色海产品养殖加工业，目前该地区的产业发展遇到了无完备码头、海产品堆放地不足等瓶颈问题，建设围江渔港将解决上述问题并进一步促进当地产业的发展。东吾洋海域潮汐类型属于正规半日潮型，落潮历时略短于涨潮历时。海域潮流是正规浅海潮流类型，潮流运动形式以往复流为主，余流较小。

海洋工程的建设在一定程度上会对周围海域的水文生态环境产生影响，已有较多学者对此展开研究[1-5]，而对处于内湾的渔港工程更容易影响到当地脆弱的水文生态环境。为了解围江渔港建设后对水文环境的影响，基于海域实测水文测验资料，应用海洋数值模型(finite volume coast and ocean model，简称FVCOM)以及泥沙淤积强度经验公式，研究围江渔港的建设对周边海域水文泥沙环境产生的影响，该研究结果可为其他地区渔港规划建设提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 现场观测数据

本研究使用的潮位验证资料是收集了处于计算区域3个长期验潮站为期1个月的潮位观测数据。潮流验证资料采用布设的3个现场定点流速流向水文观测调查站的数据，在大潮期间分别进行25 h以上的周日全潮测验。各站点位置信息分布及观测时间如图1、表1所示。

表1 站位信息站点经度纬度站位性质资料序列三沙120°13′E26°55′N潮位验潮站2015年9月1日至9月30日帮门119°35′E26°45′N潮位验潮站罗源湾(迹头)119°41′E26°28′N潮位验潮站围江119°55′E26°44′N潮流水文站2015年9月14日仙东119°51′E26°42′N潮流水文站至9月15日浒屿澳119°49′E26°47′N潮流水文站(大潮)

1.2 FVCOM模型简介

应用的FVCOM数值模式是由美国马萨诸塞大学(University of Massachusetts)与伍兹霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)联合开发的三维海洋模式[6]，模型在水平方向采用非结构的三角网格，以便更好地拟合围江渔港附近复杂的岸线、岛屿和地形特征，垂直向采用σ坐标，以模拟不规则的底部地形水深变化，该模式在解决浅海陆架、生态动力学模型中复杂曲折的岸线拟合以及计算有效性等方面具有较强优势。

FVCOM模型控制方程所用的动量方程、连续方程、状态方程如下：

；

；

式中：D为整体深度，m；u、v是水平流速分量，m/s；w是垂向流速，m/s；g为重力加速度，9.8 m/s2；T为温度，℃；S是盐度，%；ρ是海水密度，kg/m3；f是科氏参数，rad/s；ζ是水位，m；Km为垂直旋转黏性系数；Kh为热量垂直旋转扩散系数。

1.3 模型设置

为保证工程海域流场计算的准确性，本次模拟对模拟区域附近的实测水位资料进行整理，利用基于卫星高度计数据的东中国海潮汐模型中8个主要分潮(M2、S2、K1等)和3个浅水分潮(M4、M6、MS4等)的预报结果作为开边界条件，并利用长期验潮站实测水位进行修订。模型计算采用的岸线来源于美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration，简称NOAA)发布的高精度岸线数据。模型中内湾水深资料采用的是由中国人民解放军海军司令部航海保证部出版的海图资料(1 ∶250 000)，外海水深地形数据采用的美国NOAA发布的ETOPO1地形高程数据(图2)。

模型中采用无结构三角形网格来剖分计算域，以便更好地模拟复杂岸线边界，为更准确地刻画工程海域地形，根据计算精度要求对工程区域进行逐层加密处理[7](图2)，在小尺度比例下对工程附近的环境影响因子进行模拟，以达到准确的预测效果。整个计算域包括北至福宁湾北岸，西至宁德市东岸，南至闽江口，南北跨度约98.5 km，东西距离为 88.42 km，模型计算网格最低水平分辨率为3 400 m，最高水平分辨率为20 m，整个区域共分成48 855个网格，26 025个节点，重点关注区域(即渔港附近的加密网格区域)的网格数为2 193个，垂直向σ坐标均匀分为6层，模型计算的最小时间步长为3 s。

2 模型验证

为检验模型计算结果的准确性，通过实测的潮位数据对模型结果进行对比验证(以大小潮为例，图3)，计算的水位过程与实测资料吻合较好，潮涨历时与落潮历时基本一致，相位误差不超过0.2 h，潮位最大误差为15 cm，平均绝对偏差为9 cm。

同时对计算区域3个站点大潮期间的流速、流向进行对比验证，定点站的位置信息如图1和表1所示，各测站流速、流向的验证结果(图4，为方便验证，涨潮时流速大小为正，落潮时为负)表明，整体上流速、流向的模拟结果和实测值基本吻合，涨落潮时最大流速值以及其出现时间点的计算值与实际情况符合良好。