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。     

珠江口磨刀门水道咸潮入侵规律研究

根据2003年到2008年枯水期含氯度实测资料,以农历月份为统计周期,研究珠江口磨刀门水道咸水入侵规律。研究结果表明,磨刀门水道含氯度变化周期为15d,主要由大、中、小潮组成的15d潮汛周期所控制,而每个周期内含氯度变化幅度则受上游径流大小影响;并提出咸潮入侵系数K的概念,K可反映周期内平均径流和平均含氯度响应关系,当K小于0.2时,表示咸潮入侵程度小,不影响取水口取水,当K大于0.5时,咸潮入侵严重;K为0.2和0.5对应上游径流的临界流量分别为2450和1930m3/s;其后采用Delft3D模型区域分解技术将网格加密的磨刀门小区域嵌入到网格相对较大珠江口大区域模型中耦合计算,验证了咸潮入侵系数K的合理性。     

珠江口磨刀门水道咸潮入侵规律研究

根据2003—2008年的枯水期含氯度实测资料,以农历月份为统计周期,研究了珠江口磨刀门水道咸水入侵规律。研究结果表明,磨刀门水道含氯度变化周期为15d,主要由大、中、小潮组成的15d潮汛周期所控制,而每个周期内含氯度变化幅度则受上游径流大小影响;提出咸潮入侵系数K的概念,它可反映周期内平均径流和平均含氯度响应关系,当K小于0.2时,表示咸潮入侵程度小,不影响取水口取水,当K大于0.5时,咸潮入侵严重,K为0.2和0.5对应上游径流的临界流量分别为2450和1930m3/s;最后采用Delft3D模型区域分解技术将网格加密的磨刀门小区域嵌入到网格相对较大珠江口大区域模型中耦合计算,验证了咸潮入侵系数K的合理性。     

磨刀门水道枯季咸潮入侵特性及规律

为探讨珠江河口磨刀门水道盐水入侵规律,采用同步实测的方法对磨刀门水道上至竹银下至口门近半月的水文和盐度进行了测量。结果表明,磨刀门水道盐度总体呈现向上游递减的趋势;口门位置表、底层平均盐度在不同潮型和涨落潮下相差较大,变化范围在1.7%~2.4%之间,尤以枯季分层明显,通常落潮期表、底层盐度差异比涨潮期大;上游竹银位置不同潮型下的表、底层盐度相差较小,平均涨落潮盐度都在0.1%以内;从磨刀门水道沿程表、底层盐度相差比例统计来看,大、中、小潮期间底层平均盐度比表层分别大43.1%、53.4%和77.4%,且流速和盐度的垂向分布存在较好的对应关系,因此小潮期间,更容易出现异重流现象。近口门河段盐度随水深减小而直线递减,上游河段则呈指数递减规律;大潮时,两种分布规律的分界位置距口门23 km左右,中潮和小潮时距口门17 km左右。     

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.     

珠三角磨刀门水道咸界变化规律研究

利用磨刀门水道百顷头以下至挂定角水闸之间8个水厂/水闸的表层盐度数据,采用拉格朗日插值方法并结合Surfer工具,绘制磨刀门水道近三个月0.5‰、2‰、5‰、8‰咸界(即盐度等值线)的纵向逐时分布图,并对其运动规律进行探讨,特别对0.5‰咸界变化规律进行分析。结果发现:咸界变化具有明显的半月周期特点,相位上比潮差周期提前2～3天;在一个潮周期中,咸界在大潮向中潮转变过程中变化剧烈,并在中潮附近达到最小值;而在中潮向大潮转变过程中变化平缓,并在中潮附近达到最大值;当上游流量稳定在枯季平均流量附近时,最远咸界主要受潮汐涨落影响,走势与潮汐变化基本一致,当流量显著减少时,最远咸界变化表现为负斜率的走势,当流量显著增大时,则表现为正斜率的走势。     

基于主成份分析的磨刀门水道咸潮影响因素研究

利用灰色关联法、主成分分析法,对详实的实测数据进行计算分析,有效地用量化的方法分析了各影响因素对咸潮的影响,结果表明:径流是平岗泵站取淡几率的主要影响因素,其中压咸流量与平岗泵站取淡几率关系更为密切;潮汐是次要影响因素,在平岗泵站取淡几率的预测预报中,两个因素都不能忽略。本研究对深入了解磨刀门水道的淡水资源的合理开发利用,尤其是对保障珠海澳门的供水安全具有重要的理论和实践意义。     

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.     

珠江河口磨刀门水道咸潮动力高分辨率三维数值模拟研究

珠江河口是世界上最复杂的河口之一,其咸潮动力结构具有明显的垂向分层密度流的特征。针对珠江河口咸潮动力结构的特点,构建了一个基于高性能计算机并行算法的珠江河口高分辨率三维斜压整体数值模型,并采用2009年12月磨刀门水道咸潮大范围同步实测资料对其进行了验证。结果显示计算值与实测值吻合较好,较为准确地模拟了磨刀门三维密度分层流的动力特性和半月周期内的小潮期、中潮期和大潮期磨刀门水道的分层流结构特征差异。根据计算结果,对磨刀门水道咸潮运动在不同潮型条件下的三维动力机制进行了初步分析。     

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.     

广州水道咸潮影响因素分析

根据实测资料分析了广州水道的成潮变化规律及其主要影响因素．根据盐度数学模型计算了地形、海平面、风况和流量分配方式4种因素对咸潮的影响程度,结果表明,年内流量分配方式对成界的影响最明显,其次是地形和风况的变化,海平面抬升对成潮影响相对较小．     

珠江河口磨刀门水道咸潮上溯主要影响因素探讨

近年来珠江磨刀门水道盐水入侵呈逐渐加剧趋势。基于已有研究成果和资料,分别对影响咸潮上溯的拦门沙、上游径流及河道水深演变特性3个主要因素进行了分析,以便找出盐水入侵加剧的原因。通过探讨主要影响因素演变特性与磨刀门水道盐水入侵趋势加剧的相互作用关系,认为磨刀门口门拦门沙的蚀退以及口门向河－波型转化是盐水上溯加剧的主要原因之一,而径流量的变化是否是主要原因尚存在一定的争论,磨刀门水道下切导致盐水上溯加剧和蓄盐能力增强也是主要原因之一,但仍需进行更深入的研究和科学论证工作。     

咸潮原水的处理工艺及技术

河口地区在枯水季节易发生咸潮上溯,致使当地自来水中氯化物浓度超标,生活和生产用水受到威胁。本文对可应用于各种城市自来水的深度处理设施、工业水处理设备、小区集中净水装置及各种家用净水器的咸水淡化技术进行了综述,如离子交换技术、膜分离法、药剂法、蒸馏法等,并对各种淡化工艺的适用方向和发展前景进行了展望。     

基于FVCOM的磨刀门水道盐水入侵三维数值模拟

该文采用非结构化有限体积近岸海洋三维模型FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model),建立了磨刀门水道至伶仃洋盐水入侵数值模型,模拟2004年、2005年及2007年枯季的长序列流场过程,观察其水动力特性,研究盐度的时空变化规律,分析其垂向分层现象。结果表明仅对该文模拟范围的建模也能达到模拟珠江四口门或八口门时磨刀门水道的准确度,从而减少了建模工作量和模型计算量。对三个工况的模拟显示盐水入侵最远距离在2005年1月最大,越过了全禄水厂,2007年3月最小。垂向分层方面,由于盐水上溯的最远距离均处于内河道处,盐度垂向分层不明显,底表层盐水最远入侵距离的差距随入侵距离的增加而减小。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。     

三分法研究丰水年和枯水年磨刀门水道咸界运动典型规律

该文对2007年～2011年四个年度(其中丰水年和枯水年各两年)磨刀门水道的大量观测盐度数据进行了分析,利用咸界图方法得到每年的长时间序列咸界运动特性,通过功率谱分析发现长时问序列咸界运动数据具有很好的半月周期和日周期,并通过三分法,对多个周期数据进行单周期处理分析,得到了磨刀门水道咸界运动半月周期的典型规律.对比分析每年间的咸界运动半月周期规律,发现丰、枯水年的0.5‰咸界半月周期运动存在不同的典型规律:盐水都是在小潮期间快速上溯,但丰、桔水年的盐水上溯起点位置不同,丰水年0.5‰咸界上溯距离近,在上游无滞留,基本没有咸潮灾害,而枯水年0.5‰咸界上溯天数略多,在上游滞留时间长,咸潮灾害严重.     

长江口水源地咸潮控制临界流量确定及保障措施

为保障上海市长江口水源地的供水安全,并为流域的水资源规划提供依据,在对长江口咸潮入侵特征进行分析的基础上,根据上海市长江口各水源地的供水能力,明确了保障上海市长江口水源地供水安全分月控制临界流量的涵义和标准。根据陈行取水口实测资料采用统计模型,并结合多盐度数学模型的计算成果,综合分析确定了咸潮入侵期（10月至次年4月）各月的临界流量过程,并提出了长江口水源地咸潮控制监界流量保障措施建议。     

珠江口盐水入侵预测模式研究

随着珠江口地区经济的迅速发展,盐水入侵日益严重,不仅影响到周边城市的淡水供应,也为工农业生产带来了不必要的损失。基于前人研究成果,推导了一种简单有效的盐水入侵预测模式。该预测模式首先通过对现有的水文资料做线性回归分析,反演出河道的扩散系数Dx,再将Dx代入预测模式,即可计算出河道沿程的盐度值和盐水入侵距离。为了检验该预测模式,利用磨刀门2005年1月19日至2月4日的水文实测资料,就磨刀门的盐水入侵情况进行模拟,并采用卡方拟合优度检验法分析预测误差,结果表明该盐水入侵预测模型在磨刀门具有适用性。最后,通过分析磨刀门地区盐水入侵距离与潮差的响应关系,得出小潮前2~3d为增大压咸流量的最佳时机这一结论,可为"咸害"的防治提供理论依据。     

冻融条件下苏打盐渍土的水盐变化规律研究

冻融作用是导致我国北方半干旱地区土地盐渍化的主要原因之一。以吉林西部大安市为研究区域,通过野外调查和样品采集,开展了盐渍土的室内试验,研究了冻融过程中土壤水盐的运移规律。研究结果表明：该地区土壤中的水盐在冻融过程中经历了两次迁移过程,不同阶段具有各自的特点。冻结过程中,未冻层的水不断向冻层迁移并随之冻结,盐分亦随水分迁移;融化过程中,未融化的冰层阻碍水盐下渗,上层滞水向表层运移并蒸发,使表层盐分急剧增加。在水盐运移过程中,电导率与总盐的变化具有良好的相关关系。室内模拟试验为进一步阐明该区盐渍土的形成机理与影响因素提供了科学依据。