近几十年来东江三角洲潮汐动力对人类活动的响应研究

摘要

本文应用水文及水力学计算、地形资料分析对比、傅氏变换的低通滤波和谱分析、一元线性回归、一维数学模型等理论，采用实测资料分析与数值模拟相结合，现代与历史相对比的方法，研究了东江三角洲潮汐动力变化及其对人类活动引起的径流动力、地形条件变化的响应过程。 分析得出二十世纪五十年代至八十年代初，以水库建设及取水工程为主的人类活动造成了东江干流流量洪季峰值下降，枯季流量上升，如二十世纪八十年代之前，多年月平均流量超过1500m<'3>/s，最大的月平均流量达到5000m<'3>/s(1959.6)，而二十世纪八十年代之后的多年月平均流量明显小于1500m<'3>/s，最大的月平均流量仅在2400m<'3>/s(1993.6)左右，同时枯水月份的流量则明显上升。由于流量的年际变化大，与之相关的东江径流含沙量和输沙率也随着流量的变化而变化。 自二十世纪八十年代以来，以采砂为主的人类活动对河床自然演变强烈的扰动，东江三角洲河床平均下切3m以上，低水位下降幅度明显。应用一元线性回归的方法对水位和流量进行相关性分析，得出这一阶段低水位的下降与河床下切相关性较高，与流量相关性很差；同时应用傅氏变换对网河区潮位的长期变化趋势进行滤波分析，得出：口门地区潮位是逐年上升的，幅度达3.4mm/a(泗盛围站，1954～2003)和2mm/a(大盛站，1957～2003年)；同时网河顶点的潮位在1988年之后是逐年下降的，并且下降幅度达-28mm/a(石龙站，1965～2003)。流域上游低水位下降与下游潮位上升，导致整个网河区潮汐动力增长显著。 应用一维数学模型对潮汐动力进行数值模拟，所得结果与东江三角洲实测资料基本吻合。对整个网河区的数值模拟结果显示：网河区的潮位呈顺时针变化，南支流为网河区低压区，径潮作用在南支流较北干流强烈；对北干流潮差的数值模拟显示：北干流在洪季时潮差沿程稳定衰减，而枯季时潮差出现异常；对潮能通量的数值模拟结果显示：网河区汊道密集，分汊点潮能变小，汇流点潮能增大。 综上所述，在过去的几十年里上游水库建设和取水工程是造成径流流量减小以及洪枯季流量差别减小的主要原因；对径潮相互作用分析得出，径流因素对网河区顶点附近的石龙站洪、枯季高潮位影响显著，对枯季低潮位影响不明显，而对网河区口门地区的高、低潮位基本无影响。自二十世纪八十年代末以来，以采砂为主的人类活动造成了东江三角洲潮汐动力的巨大变化，如东江三角洲河床显著下切，纳潮量增大，潮差沿程衰减缓慢，涨潮历时变短，潮区界、潮流界和咸潮界向上游推进。可以得出，以采砂为主的人类活动是导致东江三角洲潮汐动力增强、咸潮入侵加剧的主要原因。

目录

文摘

英文文摘

第1章引言

1.1研究意义

1.2研究进展

1.3研究方法和资料的收集

1.4研究区域概述

第2章东江三角洲主要的人类活动

2.1水库控制

2.2航道整治及联围筑闸

2.3河床采砂

2.4取水工程

第3章人类活动对东江三角洲地形边界条件的影响

3.1河相关系

3.2河床稳定性分析

3.3纵剖面比较分析

3.4河床满槽容积变化及其冲淤分析

3.5本章小结

第4章人类活动对三角洲径流动力变化的影响

4.1东江干流水沙特征变化及其对人类活动的响应

4.2东江干流水位特征变化及其对人类活动的响应

4.3东江三角洲网河区主要汊道分流比变化

4.4本章小结

第5章东江三角洲网河区潮汐动力变化及其对人类活动的响应

5.1潮位特征变化及其对人类活动的响应

5.2潮差特征变化及其对人类活动的响应

5.3人类活动对潮汐历时特征及潮波传播速度的影响

5.4人类活动对网河区纳潮量变化的影响

5.5人类活动对潮汐分潮潮波的影响

5.6人类活动对潮区界、潮流界和咸水界变化的影响

5.7本章小结

第6章东江三角洲网河区径潮动力相互作用研究

6.1上游下泄径流对网河区各站高、低潮位的影响

6.2潮差与上游流量的关系

6.3径流对潮汐分潮振幅的影响

6.4上游下泄径流对网河区潮能通量变化分析

6.5本章小结

第7章东江三角洲网河潮汐动力对人类活动响应的数值模拟

7.1模型介绍

7.2模型的率定和验证

7.3东江三角洲洪枯季潮位分布对人类活动响应的数值模拟

7.4洪枯期东江北干流平均潮差的沿程变化模拟

7.5不同水文条件下潮区界、潮流界的模拟

7.6上游下泄径流对潮能通量分布的数值模拟

7.7本章小结

第8章结论

参考文献：

致谢

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