感潮河段水位与上游洪水和河口潮位的关联性研究

感潮河段水位过程的差异直接影响到两岸易涝区涝水的外排进程,对感潮河段水位与上游洪水和河口潮位进行关联性分析,旨在为感潮河段两岸易涝区治涝合理选取设计潮位过程提供依据。本文构建的感潮河段水位与上游洪水、河口潮位的关联性分析模型,首先采用Copula函数分别构建感潮河段年最高水位与上游相应洪水和河口相应潮位的联合分布,再基于联合分布提出关联性分析模型。选取珠江三角洲磨刀门水道的竹银站来分析其水位与上游马口站洪水和河口三灶站潮位的关联性。分析结果表明：（1）对任一重现期竹银站最高潮位,与马口站流量遭遇的概率显著低于与同一重现期的三灶站高潮位遭遇的概率,即竹银站出现高潮位时,受河口潮位影响的概率要大得多;（2）对一确定重现期竹银站最高潮位,与马口站流量组合的风险并不一定低于与同一重现期三灶站高潮位组合的风险,当重现期较大时,前者高于后者。     

利用AMH Copula函数分析磨刀门水道潮洪组合风险

为探讨磨刀门水道潮洪组合风险,借助AMH Copule函数,利用竹银水文站及马口水文站的实测资料,构建年高潮位与西江洪水量的联合分布,分析该水道潮洪遭遇组合风险率。结果表明:磨刀门水道的年最高潮位与上游洪水呈现正相关性;高潮位遭遇上游洪水的风险率为洪水量愈大,风险率愈小;重现期大于30 a一遇的潮位,遭遇上游洪水的风险率随潮位的增高而有所上升,遭遇上游多年平均洪水量的风险率接近20%,遭遇上游10年一遇洪水量的风险率约为5%。     

强人类活动驱动下珠江磨刀门河口潮汐动力增强原因初探

在强人类活动驱动下,磨刀门河口沿程潮差呈现阶段性变化,其中,上游马口站的年均潮差由自然演变期(1960—1993年)的0.23 m上升至调整期(2001—2016年)的0.50 m,增幅达到117%。为探明强人类活动驱动下珠江磨刀门河口潮汐动力增强的原因,基于马口和灯笼山站1960—2016年的月均水文序列资料,采用双累积曲线法,研究流量与余水位(余水位梯度)的累积关系及其阶段性演变。研究结果表明,马口与灯笼山站余水位呈现不同程度的下降,导致磨刀门河口余水位坡度总体变缓,其年均余水位坡度由1960—1993年的1.26×10~(-5)减小至2001—2016年的6.84×10~(-6),降幅达到45.7%。强人类活动(特别是河道采砂)使得磨刀门河口河床大幅下切,底床坡度减小,水面线为适应底床坡度变缓唯有通过减缓余水位坡度来实现,从而减小影响潮波传播的有效摩擦,最终引起潮汐动力增强。     

珠江磨刀门河口日均水位变化及影响因子辨识

珠江磨刀门河口日均水位变动的态势受自然过程与强人类活动的驱动,呈现出明显的阶段性演变与季节性异变。辨识日均水位的影响因子,是河口动力学研究的重要内容,对河口治理和水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文通过流量驱动的数据驱动模型,对磨刀门河口沿程主要站点长时间日均水位序列(1959—2016年)进行分解,分解出由地形和海平面边界共同驱动以及仅由上游马口站流量边界驱动引起的日均水位变化。地形和海平面边界共同驱动的结果表明:甘竹-灯笼山河段春夏两季日均水位变化主要由河道挖沙引起,日均水位下降(平均下降0.26 m);秋冬两季则由口门围垦与海平面边界控制,日均水位抬升(平均抬升0.07 m)。仅由上游马口站流量边界驱动的结果表明:春夏秋三季日均水位变化主要由水库蓄水主导,日均水位下降(平均下降0.13 m);冬季日均水位变化受水库调枯影响,日均水位抬升(平均抬升0.03 m);从量值上看,地形和海平面边界对磨刀门河口日均水位变动的影响大于上游水库调蓄作用。     

珠江磨刀门河口排洪动力特征及拦门沙演变响应的初步研究

磨刀门河口是珠江八大口门中输水输沙量最大的河口,口外拦门沙发育,其泄洪安全一直是磨刀门口门治理的头等大事。本文基于2003年洪季磨刀门河口拦门沙水域水文观测资料及近年典型洪枯季河床地形资料,分析了河口拦门沙排洪动力特征及拦门沙典型地貌单元对洪水的响应规律。研究结果表明：磨刀门拦门沙水域洪水季节水体分层明显,表现为浮力射流;外海高盐水被拦门沙阻挡,无法越过拦门沙向里侵入;拦门沙对洪水的壅水作用主要表现为低水位的壅高,灯笼山站与大横琴高潮位及低潮位水位差均和马口流量有较好的线性正相关关系。由于洪水季节磨刀门河口径流占显著优势,洪水成为拦门沙演变的主要动力,通过拦门沙典型地貌单元年际、年内演变特征分析发现,在洪水的冲决下拦门沙东、西汊得到较快发展,其中东汊的冲决效果更强烈,当洪水来临时东汊成为排洪的重要通道;洪水对交杯四沙冲刷作用较明显,特别是交杯四沙内侧南北向并岸沙堤易被洪水冲开;受洪水冲刷影响,拦门沙西汊前缘次一级分汊体系的雏形已经形成。     

基于蒙特卡罗法的感潮河段漫堤风险率研究

感潮河段是河流与海洋的过渡段,河道水位受上游径流和河口潮位共同影响。为给河道及堤岸整治提供科学的决策依据,考虑引发漫堤的洪水、潮位、风浪和河道特性等因素,运用蒙特卡罗法结合水力计算,建立感潮河段漫堤风险率计算模型,并以我国沿海某河流感潮河段堤防为例进行实例研究。结果表明:考虑潮位不确定性,漫堤风险率有所提高,堤段越靠近入海口,漫堤风险受潮位影响越明显,适当加高堤防可有效降低感潮河段漫堤风险。     

潮汐河口区洪潮水位相关关系模式研究

以中山市境内感潮河段几个主要站点的潮位过程数据为识别对象,采用多元逐步回归相关模式,分别从年水文系列样本的自动筛选入库和敏感参数因子选定两方面,建立了莺哥咀-横门的东部报汛相关模型和莺哥咀-灯笼山的西部报汛相关模型。研究成果表明,潮汐河口水文预报应以水位预报为主。剔除了上游马口洪水流量信息、增加参数自动更新的多元逐步回归模式结构简单、清晰、快捷,准确性较高,能适用于该区域各报汛站点的水位自动预报。     

感潮地区涝区暴雨与承泄区上游洪水的遭遇规律

感潮地区内涝防治规划设计必须合理确定与设计暴雨相组合的承泄区设计潮位过程,而上游洪水会抬高承泄区潮位,对低潮位的抬高作用尤为显著,导致利用闸门抢排涝水非常不利,故需进行涝区暴雨与承泄区上游洪水的遭遇分析。以中(山)珠(海)联围为例,分别采用定性分析法和概率风险分析法分析中珠联围暴雨与承泄区磨刀门水道的上游西江马口站洪水的遭遇规律。定性分析结果表明,在每年的5—8月,中珠联围发生大暴雨时,有较大可能遭遇到西江洪水,尤其在6—7月遭遇概率特别大。概率风险分析结果表明,当中珠联围发生不低于20年一遇大暴雨和未发生超过20年一遇大暴雨时,马口站发生不低于频率为90%、频率为75%、多年平均、5年一遇、10年一遇年最大洪水的概率分别为15.21%、10.99%、6.58%、4.12%、2.93%和13.62%、9.80%、5.84%、3.65%、2.59%。     

感潮河段水位演算模型研究

感潮河段洪水波运动，受潮汐影响，且流量观测资料误差也大，由流量预报再转换为水位，很难达到理想的效果，本文据水量平衡和蓄量水位关系，导出感潮河段的水位演算基本模型，通过上游洪水波和下游潮水波的分离演算，组合叠加，直接预报河道洪水位，既简化了预报方法，又提高了预报精度。     

西北江三角洲洪水潮位变化试验研究

西江和北江洪水在思贤滘交汇后进入西、北江三角洲网河区,西江马口站与北江三水站分流比的改变将引起下游各河道潮位的变化。该文通过珠江河口整体物理模型试验进行研究,结果表明随着马口站、三水站分流比的变化,北江洪水汇入三角洲的网河区潮位的变化值远大于西江洪水汇入三角洲的网河区的潮位变化值,据此可提出防洪治理的思路。