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.     

咸潮试验研究

近年来,针对珠江河口的咸潮上溯问题,珠江水利科学研究院开展了一系列与咸潮有关的物理模型试验研究,包括咸潮的基础理论研究、磨刀门咸潮上溯的机理试验研究和防抑咸潮的应用性试验研究,     

2011-2012年枯水期磨刀门咸潮活动基本情况

根据2011-2012年枯水期磨刀门水道沿岸泵闸咸情数据,结合中山水厂调研情况,对2011-2012年枯水期磨刀门咸潮活动基本情况进行了总结.分析表明,2011-2012年枯水期磨刀门咸潮灾害超过历史,创下新纪录.     

潜伏式抑咸活动拍门的研究

针对磨刀门的咸潮上溯机理,研究出一种可拆装的,阻滞河道底部盐水楔上溯的潜伏式抑咸设施,并通过试验验证其有效性.     

珠江磨刀门河口调水压咸的时机研究

该文采用原型观测资料分析、水槽机理试验和咸潮物理模型试验相结合的研究方法,对磨刀门河口调水压咸时机进行研究。结果表明在磨刀门水道咸界上涨的小潮及小潮后的中潮阶段,增大径流量能有效地抑制咸潮上溯,特别是在咸界上涨的中潮阶段抑咸效果最优。综合分析其原因可知,径流的下泄通道位于河道表层,咸界附近的表层盐分来源于底层盐分的垂向混合,因此径流的压咸时机宜选择在盐淡水垂向混合最好、表层盐度最大的时段,即小潮后的中潮阶段,此时增大的径流下泄过程能携带更多的盐分下泄,从而达到将咸界推向下游的压咸目的。     

磨刀门咸潮物理模型试验-Ⅲ流量配置方式对咸潮上溯的影响

在半月潮周期内,同样的总泄量以不同的分配方式下泄,会产生不同的抑制咸潮上溯效果。利用磨刀门咸潮物理模型,进行多种不同流量配置方式对咸潮上溯的影响试验。试验结果表明:半月潮咸界上移的阶段增大流量能有效的抑制其上涨幅度,压咸流量配置以小潮后的中潮阶段为宜。     

磨刀门咸潮原型测验

为探索磨刀门咸潮运动的机理,珠江水利科学研究院于2009和2011年枯水期,在磨刀门水道进行了两次半月潮周期的原型咸潮测验。针对磨刀门咸潮的分层流特点,摸索了一套能分辨咸、淡水界面并可计算不同水深盐通量的测验方法。     

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。     

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。