珠江三角洲河网与河口夏季水沙通量的模拟

本文利用一、三维水动力与泥沙耦合模型,计算珠江三角洲河网与河口夏季水沙通量,构建其收支模式,并分析水沙迁移路径与泥沙沉积特征。研究表明,西江为最主要的水沙输入源,磨刀门为最主要的水沙输出口门,蕉门次之。夏季泥沙以淤积为主,上游汇入的泥沙,有39.4％沉积于河网区,其余60.6％经八大口门输入珠江口后,有59.5％发生沉积,另外1.1％输入外海。河网区的水沙输送由径流控制,而河口区则由径流、潮汐、季风等因素控制。河网区各区域的沉积特点因动力条件的差异而呈现不同的规律,大量泥沙在西江干流、虎门水道淤积。珠江口中以内伶仃洋与磨刀门海域的沉积量最大,泥沙在西滩周边和磨刀门海域快速沉积,其中磨刀门海域淤积最为强烈。     

磨刀门河口拦门沙演变规律的研究

西江口磨刀门拦门沙是在径流动力与潮汐、高盐陆架水及沿岸海流等海洋动力相互作用下造成的泥沙淤积基础上,迭加波浪的改造、修饰作用形成。本文从磨刀门波浪动力特征出发,选取磨刀门地区不同年代的1∶10000至1∶25000之间的地形图、2003年9月实测资料及前人研究成果,并以该地区地形图为主,对磨刀门拦门沙演化作了对比分析,得出磨刀门河口拦门沙在波浪作用下的演变规律。     

珠江三角洲河网与河口区CBOD及TN和TP通量的模拟

基于一维河网与三维河口耦合水质模型,以1998年6月(丰水期)、1999年1月(枯水期)为案例计算分析珠江三角洲河网与河口区的碳质生化需氧量(CBOD)、总氮(TN)和总磷(TP)通量。结果表明,河网和河口区的污染物通量呈现明显的季节变化。在丰水期,河网区污染物的外源输入主要由上游输入的污染物通量(上游通量)贡献;经八大口门输入河口区的污染物通量(入河口通量)是河口区污染物的主要来源。在枯水期,河网区污染物的外源输入主要由河网污染负荷贡献;入河口通量是河口区TN、TP的主要来源,而河口区的CBOD主要来自河口污染负荷。丰水期的污染物上游通量、入河口通量分别是枯水期的8.0~20.2、15.1~21.5倍,同时,丰水期输入南海的污染物通量(入海通量)是枯水期的6.4~9.1倍。污染物主要经东四口门输入河口区,就各口门而言,虎门、磨刀门和蕉门是最主要的输入口门。总体上,河网和河口区对于CBOD、TN、TP均表现出"汇"的作用。     

珠江三角洲河网与河口区CBOD、TN和TP通量模拟

基于一维河网与三维河口耦合水质模型,计算1998年6月（丰水期）、1999年1月（枯水期）珠江三角洲河网与河口区的碳质生化需氧量（CBOD）、总氮（TN）和总磷（TP）通量。结果表明,河网和河口区的污染物通量呈现非常明显的季节变化。在丰水期,河网区污染物的外源输入主要由上游输入的污染物通量（上游通量）贡献;经八大口门输入河口区的污染物通量（入河口通量）是河口区污染物的主要来源。在枯水期,河网区污染物的外源输入主要由河网污染负荷贡献;入河口通量是河口区TN、TP的主要来源,而河口区的CBOD主要来自河口污染负荷。丰水期的污染物上游通量、入河口通量分别是枯水期的8.0~20.2、15.1~21.5倍,同时,丰水期输入南海的污染物通量（入海通量）是枯水期的6.4~9.1倍。污染物主要经东四口门输入河口区,就各口门而言,虎门、磨刀门和蕉门是最主要的输入口门。总体上,河网和河口区对于CBOD、TN、TP均表现出“汇”的作用。     

珠江磨刀门河口洪季悬沙与沉积物颗粒度分布及交换过程

基于洪季磨刀门河口实测水沙观测资料和河床表层沉积物数据,通过对不同区域不同时刻悬沙浓度和粒度、沉积物粒径组成分析,运用因子分析和粒度谱等统计计算方法,重点研究近期洪季磨刀门河口及滨海水域悬沙与河床沙交换过程及其动力机制。结果表明:磨刀门河口拦门沙内河道及汊道口区域的动力以径流为主的涨落潮流流系,悬沙与河床沙交换过程较弱;拦门沙浅滩区域泥沙运动表现为"波浪掀沙,潮流输沙"特性,再悬浮泥沙平均量占实测悬沙浓度的32%;拦门沙外滨海水域悬沙组成受径流与潮汐相对强度影响显著,构成上大潮时以再悬浮泥沙为主,小潮时则以径流下泄悬沙沉积为主,而悬沙输运方向受到东南向波浪和沿岸流控制。     

人类活动影响下磨刀门河口的泥沙输运沉积

磨刀门河口的自然演变进程深刻叠加了人类活动的影响,河口的地貌演变、水动力特征和泥沙输移沉积、底床冲淤趋势等发生显著变化.对围垦滩涂和修建治洪导堤两个主要人为治理措施的影响进行分析,得出整治前的磨刀门河口深槽水流散漫、泥沙漫滩沉积的状况得到改变,治理后河口的干支水道格局明确,水沙归槽输运,其中磨刀门水道因河槽束水束沙,径流输运显著,河槽呈现冲刷、延长的趋势;洪湾水道和白龙河水道亦河槽断面窄化、深化;磨刀门河口呈现出向外海延伸发展的趋势.     

现行黄河口区的水沙动力与汊道演变

近年来黄河入海水沙量持续减少,河口水沙动力和地貌演变出现了新的情势。基于黄河口区实测水文泥沙和利津站水沙数据等,阐述目前黄河口的水沙动力与汊道演变。研究发现,现行黄河口区潮汐存在“潮位一升一降,潮流二次往复,流速四峰四谷”的特征,形成了涨潮北流、涨潮南流、落潮北流和落潮南流4种流动形式,以及近岸与远岸对峙的余流场;河口径流量减少,潮流界和潮区界有所上溯;口门东、北两汊涨落时刻不同步,形成了短时汊道环流。剪切应力计算结果显示,口外悬沙含沙量主要取决于床面的泥沙动态,悬沙含沙量主要受泥沙的沉降和再悬浮控制。口门进出潮水量计算结果显示,口门进潮量北汊大于东汊,而入海水量北汊小于东汊,表明目前北汊趋于衰退,而东汊将逐渐成为径流入海的主汊。     

磨刀门口门治理开发规划与实施效果

磨刀门水道是珠江主要泄洪干道,其天然演变趋势是:口门的泥沙淤积多,不利于畅泄,只有进行必要的整治才能保证珠江三角洲人民生命财产的安全。而正由于有泥沙的淤积,河口浅海区才孕育着万余公顷的滩涂资源,这是一种宝贵的物质财富,群众对其开发的要求又十分迫切。因此,整治与开发如何有机结合,互相促进,并同时满足排涝、灌溉、航运、供水、环境等方面的需要,一直是人们探索的目标所在。80年代,磨刀门口门整治开发规划的完成,标志着磨刀门的治理开发工作迈向了一个新的阶段。规划方案至今虽还未最后完成,但实践的结果已比较充分地显示出它的成功。     

2001—2011年黄河入海泥沙分布及其扩散机制

通过对2001年6月、2011年6月黄河口及邻近海域进行水下地形测验,分析了调水调沙10a间入海泥沙的分布及扩散情况。结果表明:黄河泥沙入海后,首先遭遇到入海上层径流与底层海流作用形成的切变锋的第一道拦阻,使66%的入海泥沙淤积在110km2的口门区,然后河口10m水深处潮汐相位差切变锋的第二道拦阻,又导致83%的入海泥沙被阻隔在面积245km2的12m水深节点线以内近岸区域,这两道切变锋对泥沙的连续、强烈"捕捉"是黄河口拦门沙形成的最主要机制。     

横琴围垦规划方案对磨刀门影响试验研究

在分析珠江河口磨刀门水沙动力的基础上,介绍了横琴新区南部围填海工程总体规划方案。采用珠江河口整体物理模型,通过清水、浑水定床试验,研究了横琴围垦规划方案对磨刀门河口的影响。研究结果表明:规划方案实施后,工程附近的水动力分布将有大幅调整,磨刀门水道涨、落潮量及分流比减少;洪湾水道分流增加,径流动力相应增强;十字门水道及口外湾口水域水动力均减弱。围垦规划方案实施后,磨刀门口外的深槽由双汊变为单汊,拦门沙位置下移,与无工程相比,工程后磨刀门及十字门出口10 a累积淤积厚度有所增;主要浅滩发展速度呈增大趋势,但变化幅度不大。建议对远期规划的岸线走向和线型作适当优化,以减小工程的不利影响。     

The role of the Pearl River flow in Deep Bay hydrodynamics and potential impacts of flow variation and land reclamation

Deep Bay (DB) is a semi-enclosed bay that opens to the middle part of the Pearl River Estuary (PRE), the largest estuarine wetland area in the world. Like many rivers around the world, the Pearl River has in recent years experienced more frequent and more severe flow variations. It was hypothesized that Pearl River flow variation would affect the environment of DB, where locates large area of Ramsar wetlands of international importance. The anthropogenic factor of land reclamation was also hypothesized to alter the Pearl River flow and thus affect DB and the PRE environment. Simulations were performed to model water and salt transport processes under different scenarios of Pearl River flow variation and land reclamation. It was found that the Pearl River had a strong governing role on the hydrodynamics of DB, especially in the wet season. The simulation results indicated that in the wet season, the waters at the mouth of DB and DB as a whole were respectively composed of 50–80% and 31–37% of water discharged from the Pearl River. Moreover, it was shown that a 20% increase in Pearl River flow in the wet season would result in 0.2% and 3.3% more Pearl River water flushing into the bay before and after reclamation, respectively. Therefore, reclamation is predicted to stress the coastal ecosystem in DB, as it will enhance the intrusion of pollutants from the Pearl River into the bay head. However, it would benefit the removal and dilution of pollutants directly discharged into the bay from the Shenzhen River. Our results confirm that the hydrodynamic interconnection of bay and estuary in an estuarine system is complex, and should be carefully examined when assessing the environmental impacts of climate change and anthropogenic engineering projects.     

珠江三角洲河网径流输运过程对河床地貌的影响

通过珠江河口平面二维潮流数学模型,对不同地形条件下珠江三角洲河网区径流输运过程进行了分析。结果显示河床下切导致蕉门、虎门的潮汐动力加强,分流比减小,而磨刀门的分流比则有所增加。由于河床容积的增加,主要河道余流流速均有所减少,但由于北江干流分流比的下降,其余流流速减小趋势尤为明显。     

珠江三角洲大系统洪水模拟分析及防洪对策探讨

本文在综合分析了珠江三角洲水系构成和水动力条件、洪水数值预报研究现状和既往研究成果的基础上，开发了涵盖三角洲河网及八大口门全水域的河口大系统水动力模型。模型将三角洲河网、八大入海口门、伶仃洋和黄茅海海湾作为一个整体，模拟其在径流和潮汐共同作用下复杂河网区各河道的水位、流量，河汊的分流比，口门的泄量分配比及海湾流态。模型用1999年7月最新的地形和水文同步资料进行了模型的大规模率定和验证。并计算分析了全三角洲水域的洪水情势，研究了三角洲目前受洪水威胁的主要问题所在，探讨了问题的成因和治理对策。成果可为科学制定三角洲水系的防洪规划和治理措施提供技术依据。     

珠江三角洲网河近20年河床演变特征分析

总结了20世纪80年代前珠江三角洲网河河床演变特征,并采用80年代和90年代末的河道地形图,通过对比珠江三角洲各主要河道的深泓线、平均河底高程以及河道容积、河床断面宽深比的变化,分析珠江三角洲80年代后的河床演变特征。对比分析结果表明珠江三角洲在不同时期呈现出不同的河床演变规律——20世纪80年代前以淤积为主,80年代至90年代末转变为以冲刷为主。     

强潮河口上游建库引水后的再造床过程

作者以鳌江河口为例，应用一、二维耦合潮流泥沙数学模型，研究了上游河道建库引水后河口的再造床过程。文中分析了该河口的水文、泥沙特性及河床演变规律；给出了数学模型的计算条件、关键问题的处理方法和验证计算结果；预测了建库引水后河口的水流和河床变化过程。研究表明：水库运用初期淤积发展很快，以后逐渐减小，直至建立新的平衡；淤积是自上而下发展的，且沿程分布不均匀，弯道段淤积厚度相对较小，位于两弯道的过渡段淤积厚度相对较大；淤积在断面上的分布也不均匀，泥沙淤积对河口地区的港口及航道水深有一定影响。     

珠江磨刀门口门治理开发工程效益显著

磨刀门是珠江流域八大出海口门之一，排洪量占西江来水量的１／３左右，由于口门开阔，流速缓慢，大量泥沙向海外推移淤积，使河口每年向外海延伸１００ｍ左右，河口平均每年淤高３．３９ｃｍ，使三角洲附近地区的防洪，排涝，灌溉，航运和环保等条件日益恶化。经科学的规划设计，采用治理工程与地方垦相结合的方法，实行正确的施工策略，加速了口门的治理开发工程的实施，效益显著，不仅治理河口，对泄洪，防潮，防台风，改善水质，     

基于浅层地震勘探的西江断裂第四纪活动性研究

西江断裂是珠江三角州经济区北西向的主干断裂,野外露头较少,主要以隐伏断裂形式存在。为了探究断裂与第四系地层的切割关系,查明其第四纪活动性,在野外调查的基础上,在基岩断裂出露的山前部位从北段三水至南段磨刀门安排了8条测线进行浅层地震勘测,并在南段小黄杨附近进行了钻孔验证。浅层地震探测结果表明,基岩断裂延伸至风化层底部,未向上延伸切割第四纪地层。小黄杨钻孔验证结果与浅层地震结果吻合较好,证明所用浅层地震方法切实可靠,结果可信。浅层地震探究结果认为,西江断裂晚更新世中期以来未发生明显活动。