数值分析磨刀门水道咸潮上溯控制工程措施的效应

珠江河口磨刀门咸潮入侵有逐年增强趋势,其发生频率越来越高.此文采用有限体积近岸海洋模型(FVCOM)建立了珠江河口三维咸潮水动力数学模型,并采用实测潮位、盐度和流速对模型进行了率定和验证,表明该模型较好地反映珠江河口,特别是磨刀门咸潮上溯的水动力情况.采用已率定的FVCOM模型,分别对疏挖磨刀门拦门沙以及建设人工潜坝之后的工况进行数值模拟,研究了控制工程措施对咸潮上溯的影响.结果表明,疏挖拦门沙后,5‰盐度等值线的上溯最远点向内陆推进了2.5km,咸潮入侵程度有所加剧;而建造距河底3m高的人工潜坝后,5‰盐度等值线的上溯最远点向外海退缩了1.3km,咸潮入侵程度有所减弱.该研究对压咸措施有一定的指导意义.     

数值分析海平面上升对磨刀门水道咸潮上溯的影响

磨刀门咸潮上溯有逐年增强的趋势,其发生的频率也越来越高。采用非结构有限体积近岸海洋模型FVCOM建立了磨刀门水道三维咸潮水动力数学模型,并采用实测潮位和盐度对模型进行了率定和验证,表明该模型能够较好地反映磨刀门咸潮上溯的水动力情况。采用已率定的模型,对外海海平面上升15 mm的工况进行数值模拟,研究了海平面上升对咸潮上溯的影响。结果表明,海平面每升高1 cm,磨刀门水道平均水位将升高0~1.67cm;磨刀门水道内表层和底层盐度均随着海平面的上升而增大,咸潮上溯的规律不随海平面的上升而改变;磨刀门水道河口处表、底层盐度增幅相差不大且均不随潮差的大小而变化;河道上游段,海平面上升对底层的影响明显大于对表层的影响,而且表、底层盐度均随着潮差的减小而增大;海平面平均每升高1 cm,磨刀门水道咸潮入侵平均上移距离为0.85 km。该研究对压咸措施有一定的指导意义。     

磨刀门水道枯季咸潮上溯规律分析

该文通过分析磨刀门水道咸潮上溯实测资料,揭示了该水道咸潮运动规律及上溯机理,认为潮汐动力与咸潮运动密切相关,盐度梯度力是促进水道内咸潮上溯的主要动力,径流是抑制咸潮上溯的主要动力,咸淡水混合状态随潮差变化而变化,径流下泄形式以及对咸潮的作用效果也随之变化,由此得出调水压咸的合适时机.     

磨刀门水道咸潮运动规律初步分析

近年来珠江三角洲咸潮灾害频发,并有逐年加剧之势,咸潮上溯已成为珠江河口地区严重的问题。分析了珠江出海口之前的磨刀门水道的水文条件和河道情况,依据实测资料和现场调研,论述了磨刀门水道咸潮变化趋势、咸潮的影响因素及盐度分布特征。     

枯季磨刀门水道咸潮活动与压咸控制分析

为进一步认识珠江河口咸潮活动规律和提供调水压咸有关控制参数,本文分析枯季磨刀门水道的盐度监测资料,发现咸潮半月周期内存在入侵期和退落期,在咸潮入侵强烈时上游河段一般的来流量(<4000m3/s)难以保证取水要求,控制上游增加一定的来流量只有在咸潮退落期才具有压咸实际意义;用日最小盐度反映咸潮发展的不同阶段较有代表性,而日最低潮位是决定日最小盐度的主要因素.利用三灶站加权日最低潮位过程可初步判断咸潮入侵期与退落期,同时可利用该潮位过程曲线谷值所对应的时间预报控制上游加大流量的最佳时机起点.资料表明,这一方法比现有方法更符合实际.     

磨刀门外海拦门沙整治工程对咸潮入侵的影响

基于FVCOM模型建立磨刀门海域盐度扩散数学模型,分析研究了磨刀门河口区盐水入侵情况。数值模拟结果与实测资料吻合较好,能够较好地反映珠江河口地区咸潮入侵的垂向分布规律,能够用于磨刀门海域拦门沙疏浚整治工程对咸潮入侵的影响研究。磨刀门海域盐度分布受海水、淡水共同控制,垂向盐度分层分布,并且底部产生高浓度咸潮入侵现象。口门区航道整治工程在一定程度上加剧了咸潮入侵,但对磨刀门水道沿岸地区居民及工农业取水环境不会产生较大影响;应对工程整治措施进行分析论证,最大限度减轻工程实施导致咸潮入侵的程度。     

咸潮对策初探

近年来,每逢冬春季节,珠江三角洲的部分群众都会面对困扰他们生产生活的同一难题——咸潮上溯。一、珠江口咸潮上溯呈越来越严重态势咸潮是一种水害,通常发生在河口地区,所谓河口,是指河流和海洋的交汇处,海水的盐度平均值为千分之三十五,河水的盐度平均值为零,河口盐度平均值在两者之间。河口水盐度超过一定程度就是咸潮,也叫咸害或水害。当河口处的海水水位比河流水位高时,海水就会向河流倒灌,咸潮就会沿着河流从河口不断向上游扩展,这种现象叫咸潮上溯。近5年来,珠江口咸潮上溯的现象频繁出现,其出现的次数和影响的范围呈现越来越严重的态势。2005年,珠江三角洲遭遇了20年来最严重的咸潮灾害。广东省水文部门也开始了历史上最大规模的同步监测行动。     

磨刀门水道咸潮入侵规律及影响因素初步分析

咸潮入侵是珠三角河口地区特有的自然灾害之一,属于河口地区一种普遍的自然现象,近年来,珠三角咸潮比往年来的更早、持续时间更长、上溯的频率更高、袭击的范围更大、波及层面更广,严重地危害了珠三角地区的工农业用水和生活用水,磨刀门水道是珠江的主要泄洪通道之一,径流量居珠江三角洲八大口门之首,利用实测的资料,初步分析了磨刀门水道咸潮入侵的一般规律,并对影响咸潮入侵的影响因素进行了探讨。     

横门-小榄水道咸潮运动规律及影响因素初步分析

咸潮上溯已成为影响珠江河口地区较为严重的水资源问题。近年来由于横门-小榄水道咸潮上溯,对中山市工农业生产用水以及居民生活用水造成了一定的影响。因此,监测、探索该河段咸潮活动对当地供水安全有一定的参考意义。依据历史实测资料和现场调研,对横门-小榄水道咸潮变化趋势、咸潮运动规律及影响因素等进行了初步分析。     

2022年长江口夏季咸潮入侵及影响机制研究

2022年长江流域降雨、干支流来水均严重偏少，江湖水位持续走低，发生了1961年有完整记录以来最严重的流域性气象水文干旱。受此影响，2022年8月下旬长江河口就遭遇咸潮入侵，为有咸潮入侵监测记录以来历史最早，随后入侵增强并持续影响长江口。针对2022年长江口罕见的夏秋季节咸潮入侵事件，利用长江口岸基、浮标观测资料，分析了2022年洪季咸潮入侵的变化过程，并结合FVCOM咸潮入侵数值模型，量化分析径流、潮汐及台风事件对咸潮入侵的影响。结果表明：2022年夏季长江径流量为历史极低值，导致长江口咸潮入侵时间提前，入侵频率增加，上溯距离增大，河道北侧盐度显著高于南侧。在低径流情况下咸潮入侵呈现显著的涨落潮、大小周期性变化，其中小潮后期为盐度的快速上升期，大潮至中潮位为盐度缓慢下降时段。除此之外，持续的偏北风会有利于外海水体向海内输送，导致水位抬升，增强咸潮入侵。2022年9月在北向型台风“轩岚诺”和“南玛都”的影响下，随着涨潮流的作用，长江口咸潮入侵程度在9月21日达到最大，上溯至东风西沙水库北部约10 km处。研究成果可为进一步认识长江口咸潮入侵规律及机理提供依据。     

盐潮风浪流多因子耦合同步测控系统

针对珠江河口咸潮上溯这一自然灾害现象,研发了一套盐潮风浪流多因子耦合同步测控系统进行物理模型研究。该系统能够模拟潮、风、流、浪对是咸潮上溯产生的影响,为掌握咸潮运动规律和相关河口治理等科学研究工作提供必需的条件和环境。     

磨刀门日潮平均盐度变化及驱动力分析

基于日潮平均的盐量输运方程,利用变量分离的方法分析实测资料,对磨刀门河口大小潮变化过程中引起日潮平均盐通量变化的驱动力进行了研究。结果显示磨刀门日潮平均盐度变化主要由平流输运和重力环流输运驱动,说明磨刀门河口是一个非稳态河口。大小潮变化过程中,从大潮转小潮的中潮阶段到下一个周期小潮转大潮的中潮阶段,重力环流作用大于平流输运作用,盐量在河口持续增加,各站点盐度持续增大;在小潮转大潮的中潮阶段到大潮转小潮的中潮阶段,平流输运作用大于重力环流作用,盐量在河口持续减少。咸潮上溯过程中,下游站点的纵向盐度梯度先于上游增大,也先于上游减小,上游站点盐度从增大变为减小的时间比下游站点有所滞后。     

磨刀门水道咸潮上溯成因分析

该文主要从实测资料出发,对磨刀门水道咸潮活动情况以及影响河口潮汐强弱的径流、河势演变、潮汐要素变化等进行分析,找出引起咸潮上溯的成因。     

强潮作用下钱塘江河口盐水入侵机制

基于钱塘江河口段上、中、下游3个站点连续5天高频次的流速、潮位、水深、含氯度等实测资料,采用通量机制分解法计算每个潮周期的含氯度输运通量,分析了含氯度输运通量与潮差的相关性、水盐输运分离现象、强潮作用下盐水入侵的动力机制及其对抗咸的启示。结果表明:河口段下游的含氯度输运主要受斯托克斯效应控制,而上游则受平流输运和潮泵输运共同主导,垂直切变作用对含氯度输运的影响非常有限;在河口段的上游存在水体向下游输运,而含氯度向上游输运的现象,该现象会加剧上游河段的盐水上溯;向陆的含氯度输运通量与潮差存在较强的正相关关系,可将潮差作为盐水入侵程度及抗咸调度的重要指标。     

天角潭水利枢纽工程近、远期供水方案对北门江河口水环境影响研究

在分析北门江河口潮汐特征和近、远期供水方案下典型丰、平、枯水年河口处流量变化特征的基础上,建立了北门江河口平面二维盐度扩散数学模型,定量预测评价了近、远期供水方案对北门江河口的咸潮上溯距离、沿程盐度和河口海域冲淡区影响。结果表明,天角潭水利枢纽运行后,两供水方案均造成北门江河口咸潮上溯距离增加,枯期两供水方案对河口咸潮上溯距离无明显差异,汛期远期方案咸潮上溯最大增加距离较近期方案增加260 m;近、远供水方案盐度沿程降低速度均较建库前变缓;平水年9月远期供水方案冲淡区占比减少比例较近期方案增加了7.37%,近、远期供水方案新英湾海域冲淡区占比最大减少比例均为12.04%。     

基于水幕方法的珠江河口抑咸对策

基于数值模拟手段,论证水幕方法扰动底层盐水楔实现抑制咸潮入侵的可行性。结果表明,在磨刀门河道上游深槽设置水平喷水干扰盐水楔,可以有效减弱底层盐水浓度,在底部高盐水团附近喷水的抑咸效果优于其他断面,并且喷水流量存在最优值,当小于该值时,咸潮上溯距离随流量的减小逐渐增大,当大于该值时,咸潮上溯距离随流量的增大逐渐增大。进一步研究发现磨刀门河口地区小潮期进行盐水楔扰动的效果最好,低盐度等值线(≤0. 5‰)向外海退缩程度显著,有利于河口区取水。     

东江三角洲咸潮活动现状初探

在近几年搜集的资料基础上，对东江三角洲网河区域咸潮活动规律、演变情况及其影响因素、活动现状进行了分析。并根据实测资料，建立了上游来水与咸潮上溯强度的相关关系；由此分析出各级上游来水情况下，三角洲河区咸潮最远可能上溯距离，为三角洲取不规划提供参考。     

珠江河口BP神经网络的咸潮预报模型研究

珠江河口咸潮预报是制定抵御咸潮应急措施预案和珠江流域水资源管理坚强的技术支撑,对该预报模型的研究具有十分重要的现实意义。根据咸潮活动与上游径流大小、外海潮汐存在明显的非线性关系特性,采用非线性映射能力很强的BP神经网络对咸潮进行预报,通过实际数据检验,该模型预报精度较高。     

风对磨刀门水道盐度分布影响的分析

咸潮是河口特有的自然现象,近年珠江河口的咸潮上溯严重威胁供水安全,成为迫切需要研究和解决的课题。该文结合实测资料和应用Hansen与Rattray的理论分析了风对磨刀门水道盐度分布的影响,初步探讨了风对盐度分层和河口环流的作用。     

长江口咸潮入侵的评价方法初探

<正> 沿海河口地区的咸潮入侵是一种自然现象。随着长江流域工农业生产发展,沿江兴修大量引水、调水和蓄水等水利措施,亦导致河口咸潮的变化,是河口环境的重要研究课题之一。本文通过长江口咸潮基本特征的分析,建立径流与咸潮的关系,提出对咸潮影响评价方法,供长江三峡枢纽规划方案中对河口咸潮的评价研究,以及江水北调工