六、 模擬結果
6.2 模式結果
6.2.4 河流的效應
42、圖 43 和圖 44 可得到一港口在北風盛行下，其助長漲潮流向港內流，
但也抑制了退潮流；那二港口規則地漲退潮進出港口。在南風盛行的情況 下，一港口則與北風的效應恰好相反，是助長退潮流抑制漲潮流；二港口 的海水則是受到風的牽引增加了海流流向港內的機率。造成這樣的原因是 因為退潮流強度比漲潮流大—Tidal pumping，在南風盛行下，助長退潮流 抑制漲潮流，使得漲潮流強度減弱，退潮流因而大大增加，這樣使得港內 的海水不斷地流出，迫使二港口的海水不斷地從二港口補充流進港內。然 而北風盛行下對於抑制退潮流的作用影響不大，故在二港口的海流維持著 流進流出的情況。不過整體來看的話，風對於潮汐的影響似乎只有加減的 作用，對於港灣內的流場影響不是很大。對於這樣的結果與蘇(1997)的報 告相同，因為在其報告中指出，在高雄港區，由於冬季風向大多偏西北，
風速較小，又加地理位置的特殊和海堤的阻擋，所以北風對於高雄港港內 流場影響很小；但是在夏季，經常有颱風出現，平均每年至少有 2 個以上 的颱風影響到台灣，故在夏季裡，主要是受颱風的影響，對於南風產生的 湧浪則是受海提的阻擋，故風主要影響高雄港的外海，港內則除了颱風外，
影響也不大。
流所造成斜壓場如何影響高雄在一二邊港口的海流機制，特地把模式中的 水層從原先的 5 層增加到 10 層，以提高垂直解析度；另外，在模式的第 1 層到第 3 層輸入河水所排放的淡水，以溫度固定 24
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C，鹽度是 14 psu 來代 表淡水。在高雄港裡主要淡水注入來源是在前鎮河，而愛河在被截流後流 量已變的很小，所以本模式不考慮之。前鎮河的淡水排放受到氣候影響很 大，流量在豐水期時可達到 30~40 cms，枯水其則約在 3~5 cms，所以在雨 季與在旱季就有明顯的差別。實驗 D 分為四個小實驗，分別為實驗 D-1、實驗 D-2、實驗 D-3 和實驗 D-4，其代表著在前鎮河所加入的水位高度分 別為 0.0001 公尺、0.005 公尺、0.01 公尺和 0.02 公尺，對應出流量為 0.8222 cms、24.7188 cms、49.1250 cms 和 97.9317 cms(如圖 45)。最後，再取實 驗 B-6 為對照組。其中，流量是由平均流速與截面積的乘積所估計出來的。
在流場方面，因為之前對於流場有詳細介紹許多，故在本實驗只取幾 個簡單的二次漲潮及二次退潮的結果。資料來源也是取自模式資料的第 2 層資料。第一次退潮—Higher high water 到 Lower low water，在水位提高 0.0001 公尺(圖 46)前提下，航道內的海流是沿著航道方向從南往北流，然 後從一港口流出去，二港口不明顯。試著與實驗 B-6(圖 36)作比較，發現 在未加入前鎮河的淡水之前，航道內的海流非常規則及穩定地從南往北 流；在實驗 D-1(圖 46)中發現在前鎮河以北的海流是規則的，以南流速則 有被減速的情形，但這是可以理解的，因為前鎮河的水位被提高，造成在
航道中央水位增高而阻礙從南邊來的海流，不過最後仍不敵潮流的影響，
航道內的海流仍是由南往北流，一二港口的潮流機制是一出二進。在第一 次漲潮—Lower low water 到 Lower high water，因為一港口潮汐水位變化 與前鎮河所提高的水位變化相當，所以港內的流速顯的很微弱。在第二次 的退潮時期—Lower high water 到 Higher low water，因前一次的漲潮期間 在北邊的港域有來自在外海的海水與來自前鎮河的淡水流，所以一開始退 潮時，一港口的海流由漲潮流轉成退潮流，又加上此期間水位變化也很小，
其流速也就很小了。最後，在第二次漲潮—Higher low water 到 Higher high water，從圖中明顯看出，漲潮從一港口進入，而從二港口流出，形成一進 二出的現象。在前鎮河水位提高到 0.005 到 0.02 公尺之間(如圖 48、圖 50、
圖 52)，港內海流的情況也維持著類似實驗 D-1 的流況。在殘餘流方面來 看(圖 47、圖 49、圖 51、圖 53)，在一、二港口的海流機制很明顯是一出 二也出的情況，而且隨著水位增加的越高，流速則越強，兩港口的流向越 明顯。
本實驗從一港口的海流棍棒圖(圖 54)中可發現，在一港口的表層絕大 部份的時間海水均是往港外流，深度越深海流往複運動越明顯，潮汐訊號 越清楚。而在二港口的海流棍棒圖(圖 55)中發現，在表層的海流絕大部份 也都是往外流，不過越往深層來看，海流幾乎全部都是往港內流，而且流 速有越小的趨勢。以兩港口的海流機制來看，表層的海水不管漲退潮幾乎
都是同流出的現象，除了在變化較大的漲潮是一進二出的情況。本論文再 試著與實驗 B-6 的一、二港口的海流棍棒圖(圖 56、圖 57)作比較，發現 實驗 B-6 的結果一、二港口的海流非常規則地隨漲退潮做反複的運動，只 是在二港口的流速明顯比一港口的海流來的小，故二港口海流較一港口的 海流容易受影響。而在實驗 D 的河水效應中(圖 54 和圖 55)，一港口的海 水大部份的時間均是往港外流，到第 4 層到第 8 層(約水深 4 公尺到 8 公 尺)後，潮流的訊號越來越明顯；在二港口深層的海流均是往港內流，這 明顯地是由河水造成的效應，但其原因仍不清楚。
最後，從模式結果中第 2 層資料所繪出的鹽度分佈圖來看(圖 58~圖 61)，當河水水位值越大，外海淡水所分佈的範圍越廣。當淡水流到外海 時，其分佈主要沿著沿岸南北移動；當退潮時，從一、二港口流出港外的 淡水沿著沿岸往北流，遇到一港口南邊海堤時，則淡水大量會聚集於此，
然後再沿著海堤往北流。漲潮時，尚未與海水混合均勻的淡水馬上被漲潮 流反推向南流，此時在一港口出口處的海水許多就被海水混合均勻，而剩 餘的海水就回流回去。如此退潮淡水不斷地流出，然後漲潮使海水與淡水 混合，剩餘的海水回流，這樣子一直不斷地循環下去。另外，就一港口的 鹽度分佈圖來看，可以知道在漲潮的時刻，就算高鹽度的海水要流進港內，
也會被表面的淡水流阻擋在一港口的狹窄航道外；當一開始要退潮時，淡 水流先沿著一港口的北側海堤內流出並在出口處阻斷高鹽的海水進入，接
著退潮流越強，再加上淡水流，慢慢地沖淡在一港口海堤內高鹽的海水。
在二港口，因為流速小，所以鹽度分佈變化沒有一港口溫度變化來的明顯，
但是從棍棒圖知道在表層的流速均是往外流的。整體來看鹽度分佈，淡水 在模擬的天數中，絕大都聚集在港灣的北邊，因為北邊的平均鹽度比南邊 低，加上在實驗 D 的殘餘流一港口的海流比二港口海流大，故造成了在高 雄港內的淡水較容易集中在北邊港域的原因。另外，本實驗也在水位加入 0.02 公尺的模式中，取自第 6 層鹽度所繪出的鹽度分佈圖(圖 62)發現所有 的海水鹽度絕大都是在 33psu，除了在水深較淺及海水容易聚集的地方鹽 度較低外，由此可知在模式設定上並無明顯問題存在。