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。     

西江河口咸潮入侵的输运机理研究

近年来,西江河口地区咸潮入侵的问题越发严峻,严重威胁人民的日常生活,故对河口咸潮咸水物质输运转移变化机理研究尤为重要。采用水动力学方法进行河道盐度的扩散演算,构建河网水质的数学模拟模型。在建模的基础上,用其模拟西江河口水流、盐度输运变化规律,并与实测水文资料进行对比。结果说明,模拟计算曲线与实测曲线相对一致,该模型具有适用性。该模型可用来预报西江河口咸潮入侵的影响时间、影响范围,数值模拟咸潮上溯的环境影响,进而提出应对和控制咸潮上溯的对策措施,实现对未来咸潮入侵过程的模拟,为河口咸潮入侵的预报与防治工作提供丰富的资料和可靠的技术支持。     

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。     

闽江咸潮上溯与保障供水安全综合措施的现状与思考

近年来闽江下游河床下切严重,各代表站最低年水位均呈下降趋势,咸潮上溯距离增加,严重影响闽江下游区域供水安全。该文分析闽江河口咸潮产生原因,针对闽江下游咸潮现状重点分析闽江河口含盐度分布规律和闽江下游含氯度分布规律,据此提出保障闽江下游区域供水安全的综合措施,供参考。     

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.     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

咸潮对磨刀门水道环境要素的影响

近年珠江河口咸潮上溯加剧,珠江三角洲咸潮灾害频频爆发,对珠江入海河段的环境要素产生较为明显的影响。根据磨刀门水道咸期的监测数据进行分析,结果表明,咸潮使得入海河段含氯度升高的同时,促使硝酸盐向氨氮和亚硝酸盐转化,总磷减小,N／P增大并对五日生化需氧量、硫酸盐和总硬度产生影响,对溶解氧和其他金属元素则无明显影响。     

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,     

珠江三角洲咸潮治理研究

根据实测数据分析,2004年以来珠江三角洲枯季咸潮上溯严重,主要因素是枯水期径流动力不足,其次是三角洲挖沙导致涨潮动力增加。咸潮治理方案应首要考虑加大珠江三角洲枯季径流,兴建大藤峡水资源配置工程,提高流域水资源配置能力。咸潮治理方案的研究结论为澳门珠海供水保障规划以及相关部门的决策提供参考。     

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。     

东江河口三角洲临时防咸围堰的综合影响分析

本文研究了东江河口三角洲网河区的防咸围堰方案，建立了珠江三角洲三维咸潮模型以及一维水动力水质数学模型，对不同方案的防咸效果、水位变化、水质影响、突发污染事件和防洪影响进行了分析。结果表明，堵住南北汊的方案能够有效地阻止咸潮上溯，改善上游水厂的取水水质，但同时也会增加上游的洪水位、下游的潮位波动和突发污染事件的风险。因此，建议在实施该方案时，必须考虑各方面的影响，做好监测和应急预案，以保障东江三角洲网河区的水资源安全和生态环境保护。研究成果也为我国河口地区抗旱防咸提供参考。     

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。     

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。     

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。     

粤港澳大湾区咸潮综合防控体系研究

针对粤港澳大湾区咸潮逐年加剧、江河来水偏枯、供水需求增加的趋势，系统分析了珠江河口咸情面临形势及主要问题，揭示了珠江河口咸潮运动机理和上溯规律，结合珠江河口地区水资源时空分布和水厂取水、蓄水、供水格局特点，统筹考虑上游补水压咸、中游取蓄水避咸、下游工程措施阻咸3个层面的对策措施，创建了粤港澳大湾区咸潮综合防控体系。