人类活动对西江磨刀门河口潮汐动力的影响

摘要

磨刀门河口位于珠江网河流域西江的主干入海口处，是珠江主要的泄洪通道。近数十年来，河道采砂、口门围垦等人类活动严重干扰了磨刀门河口自然演变，对河口水动力格局产生影响，使潮汐动力发生变化。本文应用地理信息系统和高程数字模型结合、数理统计、调和分析、小波分析以及一维水动力模型等方法，主要研究河道采砂、口门围垦等两大人类活动通过对河口地形边界和下泄径流动力的影响而产生的磨刀门河口潮汐动力变化效应。 20世纪90年代以前，磨刀门近口段处于缓慢淤积状态，从1962年到1977年，磨刀门近口段整体表现为淤积，年均淤积0．66×106m3，河道平均水深减小0．12m，宽深比增大0．16；同时磨刀门河口段也处于淤积状态，其中原磨刀门内海区20世纪80年代与60年代对比，横洲以内的内海共淤积了1．228×108m3，两条主要的进潮通道—横洲水道和洪湾水道，平均水深增加，向宽浅方向演变。 20世纪90年代以前，磨刀门河口上游马口站分流比、分沙比基本保持一个稳定水平，分别维持在85％、90％左右，而上游来水来沙量均保持在一个较高水平，年际变化较小，趋势变化不明显；而20世纪90年代之前磨刀门河口潮汐动力变化较明显，特别是在80年代到90年代初期，主要表现为受到80年代开始的口门围垦工程的影响而呈减弱状态。磨刀门口门围垦整治工程的影响效应表现在：加速了河口向海延伸的速度，延伸速度达750m/a，河口由缓慢淤积向冲刷转变；口门围垦使河口区大面积水域消失，口门整治完成时与20世纪70年代相比，浅海区水域面积缩小了75．5％，导致纳潮容积减小，2003年与1983年相比，纳潮容积减小37．6％；河口地貌的异变减弱了潮汐动力，整治后与整治前相比，高、低潮位抬升，潮差减小，调和常数减小，盐度降低，潮汐动力减弱。 始于20世纪80年代的河道采砂是影响磨刀门河口潮汐动力的又一主要人类活动，它通过作用于磨刀门河口近口段的河床演变和径流动力来影响河口潮汐动力的大小。采砂活动使磨刀门近口段由缓慢淤积转为冲刷状态，河槽容积增大，河床下切明显，平均水深增加，河道向窄深方向演变；此外，采砂活动使磨刀门河口上游马口分流、分沙比以0．00299/a、0．0041/a速率递减；河口河床演变性质和径流动力的变化，引起了潮汐动力的变化，20世纪90年代与50年代相比，最高潮位、最低潮位降低幅度明显，潮差增大，涨潮流明显，潮汐动力增强。 近年来，由于磨刀门河口采砂活动影响效力大于口门围垦，河口潮汐动力呈现出继续增强的态势，表现在：河口区潮差增大，涨潮流量和涨潮量增加，潮区界、潮流界、咸水界明显上溯，咸潮灾害频繁袭击河口区。 通过建立西江一维网河水动力模型研究发现，如果采砂活动维持20世纪90年代初的水平，到2010年磨刀门河口近口段仍维持潮水位降低之态势，潮差增大，涨潮流速加快，流量增大。这些都表明未来采砂活动会使潮汐动力继续增强，对磨刀门河口区的“抗咸”施加更大压力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究意义和目的

1.2研究进展

1.3研究内容和研究区域概况

1.4研究方法和资料收集

第2章 20世纪90年代前后磨刀门河口人类活动简介

2.1网河区人类活动简介

2.2磨刀门河口人类活动简介

2.3小结

第3章 20世纪90年代前磨刀门河口河床演变特征

3.1磨刀门河口近口段演变特征

3.2磨刀门河口地貌演变特征

3.3小结

第4章20世纪90年代前磨刀门河口水文要素特征

4.1径流动力变化特征

4.2潮汐动力变化特征

4.3小结

第5章人类活动对磨刀门河口潮汐动力的影响效应

5.1采砂活动影响效应

5.2口门围垦影响效应

5.3近年来磨刀门河口潮汐动力变化

5.4小结

第6章 西江网河一维水动力数值模拟

6.1网河一维水动力模型简介

6.2西江网河一维水动力模型

6.3.网河概化及模型资料

6.4模型的率定和验证

6.5采砂活动对磨刀门河口潮汐动力影响模拟

6.6小结

第7章 结论

参考文献

附录

致谢