盧陳，吳堯，楊裕桂，袁菲

(1.珠江水利委員會 珠江水利科學研究院，廣東 廣州 510611；2.水利部珠江河口治理與保護重點實驗室，廣東 廣州 510611；3.河海大學 港口海岸與近海工程學院，江蘇 南京 210098；4.南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海），廣東 珠海 519000)

1 引言

河口的動力過程是河口泥沙等物質輸運和沉積、地貌演變以及河口生態(tài)健康的重要基礎。作為海洋與河流的交匯區(qū)，河口動力過程受到徑流、潮流、密度、灘槽地形、科氏力和風等物理要素的共同影響[1–2]。復雜動力環(huán)境和邊界條件驅動形成了平面環(huán)流、重力環(huán)流以及潮汐應變環(huán)流等為主導的河口動力環(huán)境，也是河口動力學研究的基本問題之一，關系到河口三角洲的水文過程、生態(tài)環(huán)境、河道變遷和沖淤演變等實際問題，研究環(huán)流結構的時空變化特征并探討其物理機制，有助于提升河口水安全保障能力，促進區(qū)域經(jīng)濟社會高質量發(fā)展[3–4]。

由于動力條件和地形的空間變化，河口的環(huán)流結構呈現(xiàn)三維分布特征[5]。潮波在不同汊道間的傳播過程中存在相位差，導致不同支汊軸向的動力過程呈現(xiàn)時空分布差異[6]，形成的平面環(huán)流結構影響各支汊間懸沙的交換和分配[7–8]。含鹽水體隨漲潮上溯的過程中，與徑流作用時呈現(xiàn)層化與混合交替的現(xiàn)象，這種層化作用產(chǎn)生的河口縱向環(huán)流結構亦或是摻混時的湍流也對河口處表底層的懸沙輸運有重要影響[9]。目前，對河口平面環(huán)流結構和縱向環(huán)流結構都開展了一定程度的研究，但河口平面環(huán)流較多地關注河口灣等中大尺度的環(huán)流變化特征，如Chesapeake 灣[10]、Ise灣[11]和Delaware 灣[12]等，而且對于河口縱向環(huán)流中的重力環(huán)流與潮汐應變環(huán)流的區(qū)分研究相對較少[13]。

作為粵港澳大灣區(qū)重要的泄洪納潮口門和珠江河口最大的輸水輸沙通道，磨刀門河口的泥沙運動在多種動力要素作用下形成了中心攔門沙及兩側東、西汊道的典型地貌形態(tài)（圖1），河口的徑潮相互作用以及典型灘槽形態(tài)反過來又進一步強化了河口的平面環(huán)流及縱向環(huán)流結構，使之呈現(xiàn)更為復雜的時空變化特征[14–15]。準確識別磨刀門河口的環(huán)流結構，有助于深入認識磨刀門河口泥沙的搬運沉積及攔門沙塑造過程，能為磨刀門咸潮上溯等水安全治理、磨刀門出海航道布置等實際問題提供理論支撐。

圖1 珠江口和磨刀門河口位置Fig.1 The location of the Zhujiang River and Modaomen Estuary

2 數(shù)據(jù)資料及研究方法

2.1 資料來源及測點布置

磨刀門作為典型的徑流型口門，其環(huán)流結構和水沙動力隨洪枯季徑流變化而呈現(xiàn)顯著的季節(jié)差異。根據(jù)磨刀門上游馬口站的實測徑流資料，其洪枯季多年平均徑流量分別為10 900 m3/s 和3 339 m3/s。磨刀門河口三灶站大潮潮差可超2.5 m，小潮潮差則不足1 m，大小潮潮動力的周期性變化顯著。河口口門區(qū)含沙量則呈現(xiàn)空間分布差異，洪季平均含沙量介于0.04～0.08 kg/m3，而枯季平均含沙量則介于0.01～0.02 kg/m3。

本研究選取包含洪枯季的河口潮流、鹽度連續(xù)觀測資料，分析磨刀門河口環(huán)流動力的時空變化特征。2016 年，珠江水利科學研究院在珠江河口成功投放12 個原型觀測浮標站，其中磨刀門河口共布置3 個測站（圖1），通過聲學多普勒流速儀、OBS3A、風速風向儀等，分別監(jiān)測其流速、流向、鹽度、濁度、風速、風向等要素。本文重點選用3 個測站的2019 年6 月（洪季）和2019 年10 月（枯季）流速、流向數(shù)據(jù)進行分析，各測量要素的觀測頻率為15 min，聲學多普勒流速儀測量的流速流向垂向分層設置為0.2 m 每層。

2.2 測點位置

如圖2 所示，磨刀門河口測站分別布置于原灘槽格局的出口、東汊及西汊位置。其中A8 測站位于磨刀門水道出口大橫琴水文站西側，水深約為6 m，A9 測站位于原東汊槽道上，水深約為3 m，A10 測站位于西汊槽道出口，水深約為4.2 m，站點具體坐標見表1。

表1 測站位置表Table 1 The field measured sites

圖2 珠江河口原型觀測平臺站點位置Fig.2 The location of the prototype observation platform in the Zhujiang River Estuary

2.3 研究方法

2.3.1 重力環(huán)流

基于分?匯汊道同步觀測資料計算縱向密度梯度?ρ/?x，進而定量計算重力環(huán)流[9]：

式中，?ρ 為表底層的密度差；?u為速度差。

2.3.2 潮汐應變環(huán)流

混合參數(shù)是衡量潮汐應變環(huán)流的重要參考，可以用來研究潮汐應變環(huán)流的變化特征。本研究引入混合參數(shù)M區(qū)分垂向環(huán)流結構中的潮汐應變環(huán)流，混合參數(shù)M定義如下[16]：

式中，CD為底部拖曳系數(shù)；uT為水深平均的潮流幅值；ω為相應的潮流圓頻率；N0=(βgsocean/H)1/2為河口最大鹽度層化所對應的浮力頻率，β ?7.7×10?4為鹽度膨脹系數(shù)，相應的socean為河口可能出現(xiàn)的表底層最大鹽度差異；H為總水深?；旌蠀?shù)M代表了潮汐時間尺度和混合時間尺度之比，當M>1 時，混合時間尺度小于潮汐時間尺度，潮周期內(nèi)出現(xiàn)混合和層化的交替變化，當M<1 時，混合時間尺度大于潮汐時間尺度，河口呈部分混合或強層化特征[13]。

2.3.3 河口余流

河口余流的物理機制除了受徑潮作用的影響，還受風和縱向密度梯度的影響[17]。由于河口余流的周期遠大于潮流，本文基于分–匯汊道洪枯季大小潮同步水流觀測資料，使用低通濾波器定量計算河口余流。8 階Butterworth 濾波器是定量汁算河口余流的有效方法，公式如下：

式中，H為濾波增益，半增益周期設置為48 h 以去除半日/全日周期的潮流信號；f為頻率，而fc為半增益對應的頻率；?t為時間間隔；n為濾波的階數(shù)。值得注意的是，驅動潮汐應變環(huán)流的物理機制為潮汐混合不對稱，因此潮汐應變環(huán)流同樣具有明顯的潮周期信號，在低通濾波時可被有效地去除。

3 潮流特征分析

3.1 全年流速統(tǒng)計分析

在磨刀門河口，口門處（A8 測站）潮流受河道邊界約束，漲、落潮流向基本與河道走向一致，呈西北–東南向；攔門沙東汊（A9 測站）、西汊（A10 測站）漲、落潮流與深槽走向基本一致，東汊潮流為西北–東南向，西汊潮流接近南–北向。受徑流作用，河口各測站落潮流速顯著大于漲潮流速，西汊年平均落潮流速為0.43 m/s，漲潮流速為0.23 m/s，落潮流速接近漲潮流速兩倍；東汊年平均落潮流速為0.29 m/s，漲潮流速為0.2 m/s，東西汊漲潮流速較為接近，西汊落潮流速顯著大于東汊（表2）。

表2 珠江口原型觀測站磨刀門水域測站平均流速和流向Table 2 The statistical data of average flow velocity and direction at Modaomen based on the prototype observation platform in Zhujiang River Estuary

3.2 典型時空差異分析

選取典型洪枯季（2019 年6 月和10 月）磨刀門河口東西汊的潮流觀測資料，研究磨刀門河口東、西汊潮動力的大小潮及洪枯季差異。西汊水動力強度明顯大于東汊，東汊整體以東南–西北向漲落潮往復流為主，西汊則為南向略偏西落潮流主導，漲潮動力較弱且流向較為散亂。洪季整體落潮動力強于漲潮動力，枯季西汊漲落潮動力較為相當，漲落潮動力受徑流季節(jié)變化影響顯著。除此之外，漲落潮流速、流向隨著周期性大小潮變化呈現(xiàn)波動特征（圖3），西汊大潮期流速最大可超過1 m/s，小潮期流速最大僅為0.5～0.7 m/s；東汊大潮期最大流速接近0.5 m/s，小潮期最大流速基本不足0.3 m/s。

圖3 2019 年6 月（洪季）（a）和10 月（枯季）（b）東、西汊流速流向和潮位特征Fig.3 The characteristic of flow velocity,direction and tidal level at east and west branches in June(flood season) (a) and October (dry season) (b) 2019

進一步研究洪枯季磨刀門河口漲落急最大流速、漲落潮平均流速及歷時的時空變化特征，洪季落潮動力顯著大于漲潮動力，西汊落潮動力顯著大于東汊，西汊洪季落潮平均流速約為0.4 m/s，東汊洪季漲潮平均流速則約為0.15 m/s（圖4a，圖4b）?？菁灸サ堕T河口漲潮動力略有增強，落潮動力相應減弱。由于西汊在枯季仍為主要的徑流下泄通道，因此其洪枯季差異較不明顯；東汊則存在顯著的洪枯季差異，枯季漲潮動力顯著增強甚至大于落潮，落潮動力顯著降低，其中最大落急流速僅為0.58 m/s，比洪季落急流速減小0.24 m/s，而東汊枯季漲潮平均流速增大至0.15 m/s，其洪季漲潮平均流速僅約為0.1 m/s。

其次，東、西汊的大小潮流速，尤其是流向存在顯著的差異。整體來看，西汊為磨刀門河口主槽，動力作用較強，以西南向落潮流為主導，小潮期基本無漲潮流，大潮期存在較弱的東北向漲潮流；東汊水深較淺，動力明顯較弱，以東南向落潮動力為主導，漲落潮流向較為散亂，大潮期漲潮動力增強，出現(xiàn)西北向漲潮流（圖3）。

從圖4c 中可以看出，洪季東、西汊的落潮流歷時均超過16 h，漲潮流歷時均不足8 h，東、西汊的漲落潮歷時較為接近，東、西汊主要表現(xiàn)為同漲或同落?？菁疚縻饴涑绷鳉v時為15.6 h，遠超過漲潮流歷時9.2 h；東汊則基本相反，其落潮流歷時僅為9.0 h，漲潮流歷時為15.8 h。

圖4 洪枯季漲落潮流速、歷時差異Fig.4 The flood and ebb tide flow,duration difference at wet and dry seasons

4 環(huán)流結構分析

4.1 平面環(huán)流特征分析

從圖5 可以看出，磨刀門河口洪季東、西汊漲落潮流歷時基本一致，枯季東、西汊漲落潮流歷時則存在明顯的差異，枯季西汊落潮歷時比漲潮歷時長約6 h，表明西汊枯季以落潮流主導，東汊反之。因此，枯季磨刀門河口在潮周期一定時段內(nèi)呈現(xiàn)東漲西落的平面環(huán)流形態(tài)。為進一步分析平面環(huán)流形態(tài)的洪枯季、大小潮差異，選取洪枯季大小潮時刻進行對比分析。從圖5a 可以看出，洪季大潮時，徑流動力和潮動力均較強，東、西汊的漲落潮基本同步，漲潮流速均超過0.2 m/s，落潮流速超過0.6 m/s，此時，磨刀門河口不存在平面環(huán)流形態(tài)。洪季小潮時，徑流動力占主導優(yōu)勢，東、西汊均以落潮動力為主導，西汊均為落潮流，對槽道的沖刷塑造作用最強，最大流速接近0.8 m/s（圖5b），東汊在漲潮時刻徑潮動力較為相當，流速較小且漲潮流不明顯。

對于枯季大潮，潮動力作用相對較強。東汊由落轉漲時，西汊仍處于落潮階段，西汊由落轉漲的時刻滯后東汊約3 h，表明在此期間，東、西汊呈現(xiàn)東漲西落的平面環(huán)流形態(tài)，東汊漲潮最大流速接近0.4 m/s。而后西汊由漲轉落時，東汊仍為漲潮流，兩者相差約3 h，此時河口仍呈現(xiàn)東漲西落的平面環(huán)流形態(tài)（圖5c）。對于枯季小潮，在漲落潮轉流時刻，東、西汊同樣呈現(xiàn)東漲西落的平面環(huán)流結構，但其持續(xù)時間較短，約1～2 h（圖5d）。綜上可知，洪季徑流作用相對較強時，大小潮期磨刀門河口東、西汊漲落潮基本同步，表明強徑流作用會抑制平面環(huán)流的產(chǎn)生。對于枯水期，尤其是大潮期潮動力較強時，轉潮時刻前后是平面環(huán)流出現(xiàn)的時機。

圖5 平面環(huán)流的時空分布特征Fig.5 Temporal and spatial distribution characteristic of the plane circulation

4.2 重力環(huán)流時空變化特征分析

結合磨刀門出口A8 原型觀測平臺資料，計算河口東、西汊的縱向密度梯度，進而利用式（1）的理論方法定量計算重力環(huán)流的時空變化特征。從圖6 可以看出，河口東、西汊均呈現(xiàn)表層向海、底層向陸的重力環(huán)流形態(tài)，且表現(xiàn)出一定的時空差異性。

圖6 重力環(huán)流時空變化特征Fig.6 Temporal and spatial variations characterisitic of gravity circulation

從東西汊差異來看，磨刀門西汊水深相對較大，西汊的重力環(huán)流強度大于東汊，西汊局部時段表層向海重力環(huán)流流速超過0.25 m/s，東汊表層向海重力環(huán)流流速最大約為0.2 m/s，東、西汊底層向陸重力環(huán)流流速差異相對較小。

此外，河口重力環(huán)流強度還呈現(xiàn)明顯洪枯季及大小潮變化特征。從洪枯季差異和大小潮差異來看，當縱向密度梯度力較小時，枯季大潮期重力環(huán)流強度相對較大，小潮期重力環(huán)流強度有所減小，表層向海重力環(huán)流流速基本不足0.2 m/s，表明大潮期層化作用相對較強，小潮期表底層水體混合相對較好。洪枯季的重力環(huán)流同樣呈現(xiàn)明顯差異，枯季重力環(huán)流強度整體略大于洪季，對于西汊，枯季底層垂向環(huán)流強度相對較大，表明枯季河口的層化作用較為顯著。實際上，河口沿程重力環(huán)流強度呈現(xiàn)不同的洪枯季及大小潮變化特征。對于磨刀門河口東、西汊中部，在潮流作用占主導的枯季大潮期，重力環(huán)流強度相對較大。而對于河口不同空間位置處在洪季小潮期，徑流作用主導時層化作用較強，重力環(huán)流現(xiàn)象明顯。

5 環(huán)流的動力機制

5.1 平面環(huán)流

影響河口平面環(huán)流形態(tài)的因素包括科氏力、灘槽地形、風以及沿岸流等物理要素。科氏力使得河口下泄徑流存在向西偏轉的趨勢，因此在科氏力作用下，磨刀門河口無論洪枯季落潮流均以西汊為主槽，其水流水動力明顯強于東汊。目前磨刀門西汊槽道深度約為4.2 m，東汊相對較淺，枯水期在科氏力作用下，徑流量較小的下泄水流出現(xiàn)主要集中于西汊較深河槽，是導致枯季磨刀門河口東漲西落平面環(huán)流形態(tài)的重要原因。此外，灘槽地形也可直接影響平面環(huán)流的形成機制，由于不同汊道的長度、寬度、深度、平面形態(tài)等幾何構型以及底摩阻等物理特性的不同，使得潮波在不同潮汐汊道間的傳播存在振幅和相位的差異，在Berau 河口相關研究發(fā)現(xiàn)灘槽地形導致相連汊道的相位差超過2 h，是形成平面環(huán)流結構的重要物理機制[18]。

在南海東北季風的驅動下，冬季磨刀門口海域具有穩(wěn)定西南向沿岸流，夏季磨刀門河口大小潮期的沿岸流特征各異，其受徑流和季風共同影響?？菁痉€(wěn)定的沿岸流形態(tài)有利于平面環(huán)流結構的產(chǎn)生?？傮w來說，在漲落潮轉潮期，東漲西落的平面環(huán)流形態(tài)有利于兩汊中間位置處泥沙捕集，是促進磨刀門河口攔門沙發(fā)育的動力機制。而穩(wěn)定的攔門沙及兩側汊道的灘槽形態(tài)，反過來亦是河口平面環(huán)流產(chǎn)生的重要物理要素，這反映了河口環(huán)流動力過程與灘槽形態(tài)的互饋作用。

5.2 河口縱向環(huán)流

水面縱向比降引起的正壓效應、由鹽水入侵引起的斜壓效應與底摩擦引起的湍流混合效應之間保持平衡狀態(tài)。早期研究中假定垂向上水體混合是恒定的，經(jīng)典的河口縱向環(huán)流理論認為，河口鹽淡水混合產(chǎn)生的縱向鹽度梯度與河床縱向底坡度相互作用是其產(chǎn)生的物理機制，忽略了垂向混合和層化作用（垂向鹽度梯度變化）對縱向環(huán)流的影響[1]。實際上，僅由斜壓力，即縱向密度梯度驅動的河口縱向環(huán)流稱為重力環(huán)流，是河口縱向環(huán)流的重要組成部分[19]。在前述研究中，在潮流作用占主導的枯季大潮期，重力環(huán)流強度相對較大，是河口縱向環(huán)流的重要組成成分。而在洪季較強的徑流作用下，重力環(huán)流流速相對較小，河口垂向上水體混合較好。在長江口等一些國內(nèi)外的重要河口研究中均發(fā)現(xiàn)，鹽淡水混合引起的重力環(huán)流是河口縱向環(huán)流的重要組成部分[20]。對于弱層化型和部分混合型河口而言，重力環(huán)流則不是形成河口縱向環(huán)流的主要因素，如德國萊茵河口，美國哈得孫河口。本研究在磨刀門河口中對此進一步加以證實，因此經(jīng)典理論中的重力環(huán)流在磨刀門的河口縱向環(huán)流物理機制研究中具有重要的指導意義。

實際上，除了重力環(huán)流，表征垂向水體在潮間混合和層化狀態(tài)交替變化的潮汐應變環(huán)流也同樣是河口縱向環(huán)流的重要組成部分，其驅動機制主要為潮汐混合不對稱性。為了深入分析磨刀門河口縱向環(huán)流的動力結構，區(qū)分重力環(huán)流和潮汐應變環(huán)流對河口縱向環(huán)流的影響程度[9]。本研究進一步引入混合參數(shù)M，探討潮汐應變環(huán)流的時空變化特征。洪季混合參數(shù)整體大于枯季，大潮期混合參數(shù)大于小潮期?？菁拘〕睍r，混合參數(shù)M為0.6～0.75，小于臨界值1，表明此時水體的混合時間尺度長于潮汐時間尺度，沒有形成充分混合及層化的交替變化狀態(tài)，這可能與枯季小潮時河口整體動力條件較弱有關。洪季大潮時混合參數(shù)為1.51～1.89，均大于臨界值1，表明磨刀門河口水體的層化與混合交替狀態(tài)驅動顯著的潮汐不對稱性，從而產(chǎn)生潮汐應變環(huán)流，進而增強河口縱向環(huán)流強度。而洪季小潮和枯季大潮時混合參數(shù)較為接近，分別為1.05～1.55 和1.03～1.47，變化范圍整體均大于1，表明存在一定程度的潮汐應變環(huán)流作用，但其數(shù)值小于洪季大潮的混合參數(shù)，這可能是由于洪季小潮較強的徑流動力以及枯季大潮較強的潮動力對河口水體周期性的層化與混合存在一定的抑制作用。由于目前混合參數(shù)與潮汐應變環(huán)流的定量關系尚未得到深入揭示，因此無法量化計算潮汐應變環(huán)流的具體大小，本研究僅作為不同洪枯季、大小潮期間其對河口縱向環(huán)流貢獻的參考。

5.3 物質輸運

通常來說，河口余流可以用來表征泥沙等物質的輸移方向。計算余流常用若干個潮周期內(nèi)平均或者利用濾波法去除主要分潮，在此基礎上研究磨刀門河口東西汊洪枯季、大中小潮的垂向多層余流特征，分析東西汊在不同徑潮動力下垂向的物質輸運特征。

從圖7 可以看出，磨刀門河口的余流呈現(xiàn)明顯的表底層差異性和時空分布特征。洪季西汊呈現(xiàn)大量徑流，在不同潮型下表底層余流方向均指向下游，此時潮動力僅對西汊的余流強度有所影響，而不改變余流方向，小潮期表層余流流速超過0.6 m/s，中層余流流速約為0.5 m/s，大潮和中潮期中上層余流流速約為0.3 m/s，相比小潮條件下余流流速減?。▓D7a）。由于枯季河口下泄徑流量減少，枯季西汊的余流流速明顯減小，小潮期垂向上余流方向均指向下游，表層余流流速可達0.4 m/s，大潮和中潮條件下余流流速較小，基本介于–0.1～0.1 m/s，整體來說徑潮作用較為相當，呈現(xiàn)正壓驅動的表層余流向海而斜壓驅動的底層余流向陸，從余流的垂向結構看也表現(xiàn)為垂向環(huán)流結構（圖7b），但由于大中潮期余流強度較弱，整體對物質輸運的作用相對較小。對于東汊，無論洪枯季垂向的余流均表現(xiàn)為表層向海、底層向陸的分布特征。其中洪季表層向海余流相對較大，余流大小為0.2～0.3 m/s，近底層向陸余流量值超過0.1 m/s（圖7c），枯季東汊表底層的余流強度較為相當，表底層最大余流均接近0.2 m/s，而方向相反，不同潮型條件下對余流強度的影響較小（圖7d）。由于與河口灘槽地形塑造息息相關的泥沙運動主要集中在近底層，由于洪枯季條件下東汊底層的余流方向均向陸，因此東汊泥沙呈現(xiàn)向陸推移的趨勢，這與近幾年東汊汊道淤積特性基本一致。

圖7 垂向河口余流的時空變化特征Fig.7 Temporal and spatial variations characteristic of vertical residual flow

結合前述分析可知，洪枯季不同徑流作用下對磨刀門河口垂向的余流影響顯著，無論東、西汊的垂向余流結構均表現(xiàn)出明顯的洪枯季差異。潮差大小同樣關系到河口余流的分布特征，尤其對于洪季西汊，不同潮差作用下余流強度變化明顯，但不改變余流方向。潮差大小總體來說與底層向陸的余流強度呈正相關關系，而對表層的余流具有抑制作用。此外，枯季磨刀門河口典型東北季風條件會促進西汊表層的西南向余流，而對近底層泥沙輸運具有顯著影響的底層余流，其強度和方向直接關系到磨刀門河口攔門沙區(qū)域及兩汊的地貌演變特性?？傮w上，余流強度及方向是直接關系泥沙等物質輸運乃至河口沖淤的動力指標，而河口環(huán)流結構則通過影響垂向密度梯度使得水體呈現(xiàn)混合或層化狀態(tài)，并改變紊動作用及湍流的垂向交換，進而控制著懸沙等物質的垂向沉降和擴散模式[3]。探討河口余流及河口環(huán)流結構為研究磨刀門河口地貌演變提供了良好的水動力分析基礎，而深入辨析河口余流及河口環(huán)流對物質輸運的貢獻度和作用機制仍有待進一步開展研究。

6 結論

基于2019 年珠江河口磨刀門東、西汊洪枯季河口原型觀測平臺潮流資料，分析河口漲落潮流速及歷時的時空分布特征，研究河口平面環(huán)流、縱向環(huán)流結構并探討其動力機制，主要研究結論如下：

（1）西汊為磨刀門河口主汊，以南向略偏西落潮流為主導，小潮期基本無漲潮流，大潮期存在較弱的東北向漲潮流；東汊水深較淺，以東南向落潮動力為主導，漲落潮流向較為散亂。河口洪季落潮動力顯著大于漲潮動力，枯季東汊漲落潮動力較為相當。

（2）受科氏力、地形及風等因素影響，枯季漲落潮轉流時刻呈現(xiàn)明顯的東漲西落平面環(huán)流特征。枯季大潮東、西汊漲落潮歷時相差約6 h，枯季小潮則相差1～2 h，較強的徑流作用會抑制平面環(huán)流產(chǎn)生。

（3）磨刀門河口重力環(huán)流呈現(xiàn)明顯的時空分布特征。西汊的重力環(huán)流強度大于東汊，枯季重力環(huán)流強度整體略大于洪季。在潮流作用占主導且縱向密度梯度力較小時，大潮重力環(huán)流強度相對較大，小潮重力環(huán)流強度有所減小，表明大潮層化作用相對較強，小潮表底層水體混合相對較好。

（4）主汊西汊在洪枯季基本呈現(xiàn)向海的余流，對槽道具有明顯的沖刷塑造作用，東汊則表現(xiàn)為正壓驅動的表層余流向海而斜壓驅動的底層余流向陸。潮差大小則與底層向陸的余流強度呈正相關關系，但對表層的余流具有抑制作用。