珠江出海口咸潮数值模拟技术

珠江三角洲是中国经济发展速度最快的地区之一,但珠江出海口咸潮上溯的情况日益严重,已经严重影响珠江口的取水安全;对每年枯水期珠江口咸潮上溯的情况进行预警预报,从而采取相应的抑咸措施具有重大意义。文章通过建立珠江三角洲的二、三维嵌套水流盐度数学模型,采用2005年1月的枯水期实测潮流盐度资料对模型进行率定,数学模型的计算结果与实测拟合较好,说明该模型运用于珠三角咸潮数值模拟的可靠性,为咸潮预警预报技术的下一步研究奠定基础。     

基于MODIS数据的珠江口悬沙扩散形态对风和径流的响应

Cloud-free moderate-resolution imaging spectroradiometer(MODIS) images of the Zhujiang(Pearl) River Estuary(ZRE) taken between 2002 and 2012 are retrieved and used to study the spatial and temporal patterns of suspended sediment concentrations(SSCs) across the estuary under runoff, wind, and tropical storm conditions.Five typical dispersal patterns of suspended sediments in the estuary are defined: Case I shows generally low SSCs under low dynamics; Case Ⅱ shows a river-dominant dispersal pattern of suspended sediments from the outlets,particularly from Modaomen, Jiaomen, Hengmen, and others; Case Ⅲ shows wind-dominant dispersal of high SSCs derived from the west shoal and southwesterly transport under a strong NE wind; Case IV is the combination of relatively large runoff and wind; and Case V is caused by a strong tropical storm with high river discharge and wind, which is characterized by the high SSCs across the entire estuary that are transported eastward by winddriven and buoyancy currents outside the estuary. Runoff is a dominant factor that controls seasonal and annual SSC variations in the ZRE, with the area of high SSCs being largest in the summer and smallest in the spring. The correlation coefficients between the monthly averaged river-suspended sediment discharge and the area of the high SSCs are approximately 0.6. The wind power over the west shoal increases with a wind speed, which induces more sediment resuspension and shows a close relationship between the wind speed and high SSC area.     

洋浦港附近冬季潮、余流特征分析

洋浦是典型的日潮区,潮型判别系数是7.32;最大潮流流速都出现在涨潮的北向流中,最大潮流速度为70cm/s.余流的表、中、底30d平均流向依次为188(°)、153(°)和95(°).表、中、底30d平均余流流速值依次为8.7、8.5和4.1cm/s.冬季余流的形成,主要受北部湾风生环流控制.     

珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究

根据2006年丰水期和枯水期对珠江口伶仃洋海域的调查资料,分析了该海域营养盐的现状,发现丰水期NO₃-N和SiO₃-Si含量呈自口门向外逐渐降低的变化,NO₂-N和PO₄-P高值区则集中在深圳附近海域,枯水期各项营养盐均呈自口门向外逐渐降低的变化。结合1990年、1998年、2001年3个年份的资料,分析了珠江口邻近海域5项营养盐(SiO₃-Si,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P)近20 a来的变化规律,并对其影响因素进行了探讨和分析。结果发现,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P含量呈现显著上升趋势,DIN/DIP呈下降趋势。NO₃-N和SiO₃-Si含量丰水期显著高于枯水期,NO₂-N和PO₄-P则相反,径流携带作用是NO₃-N和SiO₃-Si的主要来源,而径流对NO₂-N和PO₄-P则起稀释作用。另外农业施肥的影响、围填海造成的海域面积缩小以及网箱养殖业饵料的不合理投放亦是造成珠江口伶仃洋海域DIN,DIP含量上升的因素。     

2006年夏、冬季珠江口附近海域水文特征调查分析

根据珠江口外沿岸海域2006年夏季(7-8月)及冬季(2006年12月-2007年1月)航次的CTD调查资料,分析了调查海域夏季与冬季的温度、盐度分布,温度、盐度、密度跃层特征及其与上升流、中尺度涡旋和海流的关系.结果表明:1)夏季调查海域冲淡水扩展、上升流、中尺度涡等现象在温度、盐度分布中都有很明显的表征,并对跃层分布有显著的影响,形成了复杂的跃层类型;在冲淡水扩展的影响下,还形成了双跃层与障碍层现象.2)冬季海水混合剧烈,沿岸浅水区域跃层现象不明显,在陆坡深水区存在跃层现象.     

2007—2011年春季珠江口中东部水域水母研究

根据2007-2011年每年春季在珠江口中东部水域6个站位的调查数据,对该水域的水母种类组成及其数量变化进行了研究。结果表明:调查水域春季水母种类组成上以软水母为主,总种类数在2007-2009年略有下降(平均为13种),2010年下降明显,仅为7种,而2011年大幅增至18种。软水母和栉水母在水母总丰度中占有较大比例,2007-2010年水母平均丰度为91.77ind/m3,2011年水母数量急剧上升,高达1185.07ind/m3,其中河口半咸淡水种弗洲指突水母(Blackfordia virginica)和近岸暖水种球型侧腕水母(Pleurobrachia globosa)增加尤为明显;浮游动物总丰度中水母所占比例从2007年的0.5%上升至2011年的51.1%。地理分布上,水母密集区主要位于调查区域的中北部;环境因素如表层叶绿素a、桡足类丰度、地形和潮汐等对水母的集群现象有影响。     

2006—2007年珠江口富营养化水平的季节性变化及其与环境因子的关系

以珠江口海域2006-2007年丰水期、平水期和枯水期的水质监测结果为基础,采用改良后的营养状态指数法,并结合C_N/C_P(物质的量比)的潜在性富营养化划分方法,对该海域在3个水期的富营养化水平进行评价,同时对富营养化指数与环境因子的关系进行讨论。结果表明:由营养状态指数值和C_N/C_P值的总体评价结果来看,珠江口海域的富营养化程度较高,属于磷限制潜在性富营养区;在时空分布上,珠江口海域富营养化程度呈现由湾内向湾外递减的趋势,不同水期的富营养化水平从高到低的顺序依次为:枯水期、丰水期、平水期;富营养化水平的时空变化主要受地表径流的影响。     

2000年7-8月台湾海峡南部至珠江口附近海域表层温、盐度分析

根据表层温、盐度的观测结果，结合相关断面的CTD调查资料和同期的卫星遥感海表温度图，分析了2000年7月10日到8月2日台湾海峡南部至珠江口附近海域的一些海洋现象，结果表明：(1)在调查期间，东山至惠来沿岸海域存在明显的低温高盐区，海丰和惠来以南近岸海域的海水也具有相对高盐的性质，说明调查期间在闽南、粤东沿岸普遍存在上升流现象；(2)调查期间在台湾海峡南部至珠江口之间陆架—陆坡区附近的多个断面上观测到了较明显的盐度锋面；(3)珠江口外的盐度锋面的位置随时间而不断变化。     

珠江三角洲及珠江口海区的空气微生物含量

１９９４年６，７月，调查了广州、深圳、珠海及珠江口海区的空气微生物粒子沉降量状况。发现空气微生物粒子总量、真菌粒子量、真菌粒子数／总菌粒子数百分比在三市中不一致。这三种数据一般是陆上的高于海上。随着距陆的增加，都市影响的减弱和海面的开阔，空气微生物含量呈减少之势，显示出海洋新鲜空气对陆上污染空气的调节、净化作用。文中还分析了空气微生物有关参数与气温、风力或相对湿度间的相关关系。     

Investigation of saltwater intrusion and salinity stratification in winter of 2007/2008 in the Zhujiang River Estuary in China

Saltwater intrusion is a serious environmental problem in the Zhujiang River Estuary(ZRE),which threatens the water supply of fifteen million people.The hydrological observations as well as meteorological and tidal forcing in the winter of 2007/2008 were analyzed to examine the saltwater intrusion in the ZRE.The observational results suggest that the maximum vertical difference of salinity can reach 10 in the Humen Channel during neap tide,but is very small in the Hengmen Channel.The vertically averaged salinity from time series stations during spring tide is higher than that during neap tide.A three-dimensional finite difference model was developed based on the environmental fluid dynamic code(EFDC) to study the mechanism of saltwater intrusion and salinity stratification in the ZRE.By analyzing the salt transport and the temporal variation of saltwater intrusion,the authors found that the net salt transport due to the estuarine circulation during neap tide was more than that during spring tide.This caused salt to advance more into the estuary during neap tide.However,saltwater intrusion was stronger during spring tide than that during neap tide because the spring-neap variation in salt transport was small relative to the total length of the saltwater intrusion.The physical mechanism causing this saltwater intrusion was investigated by a series of sensitivity experiments,in order to examine saltwater intrusion in response to river discharge and winds.The freshwater source was a dominant influencing factor to the saltwater intrusion and controlled salinity structure,vertical stratification and length of the saltwater intrusion.The prevailing northeast monsoon during winter could increase the saltwater intrusion in the ZRE.Though the southwest wind was unfavorable to saltwater intrusion during spring tide,it could increase stratification and saltwater intrusion during neap tide.     

珠江口磨刀门盐水入侵的现状与成因分析

通过对珠江口磨刀门水域包括潮位、径流量、河道深泓、海表水温、盐度、气温、风速、风向、降雨等参数的长期基础历史资料的整理、转换与统计分析,探讨其盐水入侵加强的主要原因。结果表明:珠江口磨刀门盐水入侵受到潮位、径流、降雨、气温、风速的等诸多因素的综合影响,但最直接、最明显的影响因素是径潮相互作用。多因素的综合作用,使得珠江口磨刀门的盐水入侵活动规律复杂多变,给预报和治理工作带来一定的困难。     

极端干旱条件下珠江口东江三角洲咸潮上溯响应规律研究

2021年珠江东江流域遭遇1956年以来最严重干旱,上游控制断面博罗站年均径流较多年平均减少了64.5%。在此极端干旱条件下,2021－2022年枯水期珠江口东江三角洲遭遇了有记录以来的最强咸潮上溯,严重威胁到区域供水安全。本文基于2009－2022年东江三角洲各水厂含氯度数据,利用交叉小波和小波相干分析识别了咸潮上溯与径流、潮汐、外海含氯度及海平面波动等影响因素间的相位关系与共变周期,揭示了极端干旱条件下东江三角洲咸潮上溯的主控因素及含氯度峰值交替变化的原因。研究发现,2021－2022年枯水期东江三角洲咸潮上溯主要影响因素为潮汐与伶仃洋湾内含氯度,其次为外海海平面波动,三种因素对东江三角洲咸潮上溯影响的时间尺度相互交织。5~9 d的周期变化主要受外海海平面波动影响;14.8 d的变化周期主要由大小潮及伶仃洋湾内含氯度控制;28~32 d的周期变化主要影响因素为伶仃洋湾内含氯度。东江三角洲含氯度峰值交替变化的原因主要为伶仃洋湾内含氯度与潮汐间存在相位差 （相关系数r=0.73,显著性水平P<0.01）,并叠加外海海平面波动上升的影响（r=0.31,P<0.01）。本文可为东江三角洲咸潮预报及流域调度提供一定借鉴。     

A modeling study on saltwater intrusion to western four watercourses in the Pearl River estuary

Saltwater intrusion has been serious in the Pearl River estuary in recent years. For better understanding and analysis of the saltwater movement to the estuary, the three-dimensional Finite-Volume Coastal Ocean Model (FVCOM) is made to simulate the salinity intrusion to the four western watercourses in the Pearl River estuary under three semilunar conditions. With the measured and simulated Root Mean Square Error (RMSE) and the mean absolute percentage error of water level and salinity at multiple sites, the results show that the numerical water levels, salinity and flow velocities are in agreement with the measured data. It is acceptable and feasible to apply the FVCOM to simulate the salt water intrusion in the western four watercourses of the Pearl River. With the numerical data, the time and spatial movement patterns of saltwater intrusion along the Modao watercourse are analyzed. The salinity contour reaches its peak generally during 3-5 days before the spring tide. The salinity stratification is more obvious in the period of ebb tide than that in the rising tide whether in the spring or neap tides. Salt fluxes reflect changes of salt into the estuary, and the change rules are close to the rules of salinity intrusion.     

2007 年秋季珠江三角洲典型滨海湿地大型底栖动物群落现状

通过2007年11月在珠江三角洲进行的大型底栖动物调查,共获大型底栖动物4门16目32科43种,其中甲壳类最多,其次为多毛类和软体动物;各断面种类组成磨刀门最多,其次为淇澳岛和福田红树林,最少为香洲口。以优势度指数Y0.02为判别标准,调查区优势种主要出现在甲壳类,分别为钩虾、中国双眼钩虾和日本大眼蟹。调查海区底栖生物平均总密度和平均总生物量分别为4035个/m2和198.56g/m2,各站位湿地生物的生物量差异较大。底栖动物群落的Shannon-Wiener多样性指数(H′)和均匀度指数(J′)平均值分别为1.270和0.52,水平不高。用SPSS软件将各站大型底栖动物的种类数、密度、生物量、多样性指数、均匀度指数等生态特征值与水深等理化因子进行了Pearson相关分析,结果表明多毛类密度与部分环境因子的相关性较好,其中与总Cr%、粉砂、黏土含量和平均粒径在0.01水平上显著负相关,与p H和K%0.05水平上显著正相关,与Cu%、Zn%和As%在0.05水平上显著负相关。软体动物密度也表现出与砂含量的显著正相关(P0.05),以及与粉砂、黏土含量和平均粒径的显著负相关(P0.05)。另外文中还应用了丰度/生物量比较法对珠江三角洲典型滨海湿地底栖动物群落结构状态进行了评价。     

冬季北风风速对长江河口盐水入侵的影响

本文应用三维数值模式ECOM-si,研究冬季不同北风风速对长江河口盐水入侵和青草沙水库取水的影响。数值实验结果表明,北风驱动苏北高盐水向南往长江口输运,在埃克曼输运作用下,长江河口形成北港进南港出水平环流,加剧北港盐水入侵。在枯季平均径流(11 900 m3/s)条件下,当北风风速超过10 m/s,北港口门水通量朝陆净输运,当风速超过11 m/s,北港盐水倒灌至南港。无风时,北港半月平均盐度仅为0.97,北港口门半月平均水位仅为0.13 m;当风速增加到14 m/s时,盐度和水位分别增长到27.4和0.42 m。北风减少了青草沙水库的取水天数。无风时青草沙水库30 d内可取水天数共有29.7 d;当风速高于10 m/s,30 d内可取水天数降为0 d。北风风速增强能够显著增加北港盐水入侵,不利于青草沙水库取水。     

水文气象条件变化对长江口盐水入侵影响研究

分析论述了长江口盐水入侵的研究现状、影响因素、入侵变化规律及时空分布特征,将三维数值模式EFDC应用于长江口及其邻近海域,对长江口、杭州湾及邻近海区的水动力特性及盐度进行数值计算,研究结果表明,北港的盐水入侵强度高于北槽,北槽的盐水入侵强度又高于南槽,并且北港淡水往外冲淡的强度也高于南、北槽.在模拟长江口水动力特征和盐...     

珠江河口咸潮期间浮游植物的群落特征

根据2007年底至2008年初珠江河口咸潮入侵期间大潮和小潮的两次调查资料, 对浮游植物的种类组成、种数和细胞密度的分布等群落特征进行了分析, 并探讨环境因素对浮游植物群落的影响。共鉴定浮游植物76种, 包括38种硅藻、18种绿藻、14种甲藻、4种蓝藻和2种裸藻。浮游植物种数分布有明显的空间变化, 一般从河口上段至下段种数减少; 大潮时浮游植物的种数低于小潮时, 并且各水层之间浮游植物种数分布不均匀。优势种以淡水硅藻为主, 如颗粒直链藻Melosira granulata、颗粒直链藻最窄变种 Melosira granulata v. angustissima、小环藻 Cyclotella sp.和海链藻Thalassiosira sp.等; 河口上段的站优势种突出, 密度分布不均匀, 均匀度值比较低。大潮和小潮期间浮游植物细胞密度的平均值分别为53.80×104个.L-1和62.21×104个.L-1, 变化范围为(1.48— 290.41)×104个-L-1和(1.52—283.62)×104个.L-1; 二者的平面分布趋势基本相同, 由河口上段至下段呈递减的格局; 硅藻类的细胞密度占明显优势。浮游植物的种类组成、种数和细胞密度的分布受盐度、营养盐等环境因子的影响, 并且具有明显的潮周期性。     

2007—2008年春夏季长江口水域浮游动物生态分布特征研究

根据2007年到2008年5月和8月长江口水域共4个航次的监测资料,对长江口水域浮游动物的生物量、优势种、种类数和多样性指数的平面分布及其与环境的关系进行了分析。结果表明,调查水域浮游动物生物量值8月份大于5月份生物量,分布格局呈近岸向外海递增趋势。5月出现的优势种虫肢歪水蚤(Tortanus vermiculus)和真刺唇角水蚤(Labidoceraeuchaeta)分布于河口水域以及咸淡交错水域。8月的背针胸刺水蚤(Centropages dorsispinatus)和太平洋纺锤水蚤(Acartiapacifica)分布于河口水域和咸淡交错水域,肥胖箭虫多分布于口外近海水域。中华哲水蚤(Calanus sinicus)在4次采样均出现,是口外近海水域的主要优势种。调查水域浮游动物种类数和多样性指数分布格局呈近岸向外海递增趋势。盐度、温度及主要优势种中华哲水蚤是影响长江口浮游动物分布的重要因子。     

珠江口海域围填海演进过程与问题分析研究

文章对新中国成立后珠江口海域的围填海演进过程进行了回顾和统计,分析了围填海历史规律,并对围填海过程中造成的生态环境问题进行了探讨。笔者认为,正确认识围填海的影响和危害,不是要否定围填海,更不是放弃围填海,而是要科学管控围填海行为,从全局、长远的角度权衡围填海的利弊,尽可能趋利避害。