珠江三角洲伶仃洋河口洪季盐水入侵规律研究
珠江三角洲伶仃洋河口洪季盐水入侵规律研究
吴宏旭;丁士;张蔚
【摘 要】Based on the observation data of tidal current, sediment and salinity measured in Lingding Sea Estuary of Pearl River Delta in July 2003, the distributions of salinity and mixing characteristics of saltwater and freshwater of Lingding Sea Estuary in flood season are analyzed. The results show that the action of stream flow and tidal current affects the salinity, having obvious change of tidal cycle. The salinity value linearly increases from upper reaches to lower reaches of the channel in west trough and the salinity gradient is similar. Furthermore,the bottom salinity is higher than these of surface and middle salinity in vertical direction, and the depth-averaged salinity is similar to the salinity in 0. 6H. Lingding Sea mixing characteristics of saltwater and fresh water are always slow-mixed type and the salinity has high stratification in 0303 point that is the maximum turbidity zones. The Lingding Sea saltwater wedge may extend to 0303 point that is located in upper reaches when the tide is coming in, and it may retreat to lower reaches when the tide is going out. T
he range of saltwater wedge movement is from 0303 point to 0305 point.%根据珠江三角洲伶仃洋河口在2003年7月大潮期间测得的潮流、泥沙和盐度现场观测资料,对伶仃洋河口洪季的盐度分布及盐淡水混合特征进行深入分析.结果表明:盐度受径流和潮流的影响具有明显的潮周期变化;位于西槽航道内盐度值从上游向下游线性增加,盐度梯度变化接近,在垂向上,底层盐度大于中、表层盐度值,垂线平均盐度与0.6H处盐度相关度较高;洪季大潮时伶仃洋盐淡水混合类型基本为缓混合型,在最大混浊带处0303测点,盐度高度分层;伶仃洋盐水楔在涨潮时向上游扩展,可达到0301测点,落潮时向下游后退,盐水楔在0303测点至0305测点范围上下移动.
【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(025)001
科沃斯电器【总页数】6页(P83-88)
【关键词】伶仃洋河口;盐水入侵;时空分布特征;盐淡水混合特征
送什么给男友【作 者】吴宏旭;丁士;张蔚
广东省重点大学
【作者单位】广东省水文局,广东,广州,510150;长江中游水文水资源勘测局,湖北,武汉,430012;河海大学,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210098
【正文语种】川剧变脸揭秘中 文
【中图分类】P731
河口是河流与海洋的交汇地带，同时也是人口最为密集、经济最为发达的地区之一.随着经济的发展，工农业及城市生活用淡水的需求量越来越大，河口正是最直接、最重要的淡水资源.珠江三角洲的伶仃洋河口区河道纵横交错，受径流和潮流共同影响，水流往复回荡，易受咸潮威胁[1].随着珠江三角洲工农业生产和人口的迅速增长，社会用水量也在急剧上升.然而，由于盐水的入侵，使得水质不符合饮用水和工农业用水标准.因此有必要对伶仃洋河口区进行空间上上下贯连、时间上前后同步的综合观测和比较研究，这对把握盐水入侵的时空变化格局，深入认识河口陆海相互作用的特点，对于珠江三角洲工农业生产和港口航道整治都有重要的现实意义[2-3].
2003年7月对伶仃洋海域主要航道的潮流、泥沙和盐度进行了连续28 h的大潮现场观测.观测站点(图1)遍及伶仃洋河口各个重要的关键界面点.
图1 伶仃洋河口及测点布置Fig.1 Hydro-survey stations in the Estury of Lingding Sea
其中0301，0303，0305和0307测点位于伶仃洋主航道西槽内，测量采用五点法(表层，0.2H，0.6H，0.8H，底层)施测垂线流速和三点法(表层，0.6H，底层)施测含沙量和盐度.
1 伶仃洋盐度时间变化规律
伶仃洋潮型为典型的不正规半日潮混合潮，盐度的变化与潮汐相似，一天之内有两高两低，而且也有明显的日不等现象[4].从伶仃洋主航道西槽内4点(0301，0303，0305和0307)的盐度(s/‰)，水位(H/m)、流速v/(m·s-1)过程线(图2)可以看出:盐水楔活动虽然由涨潮流入侵河口所致，但是它的进退摆动与潮汐周期并不同步，盐度的峰值一般出现在高、低潮位，滞后于水位的峰值约1～2 h，盐度最高值、最低值分别出现在涨憩、落憩附近，这说明盐水主要来自涨潮流带来的外海盐水.
a) 0301    b) 0303
c) 0305    d) 0307图2 盐度、水位和流速过程线Fig.2 Process of salinity， water level and flow velocity
2 伶仃洋盐度空间分布格局
伶仃洋口门宽约60 km，湾内水下地形复杂，自虎门起有东、西两条深槽，东槽较深，西槽较浅，两槽之间和两侧为东、中、西3片浅滩，西滩又被蕉门、洪奇门和横门水道水下深槽分隔成为多片，伶仃洋内岛屿众多[5].由于存在径流和海洋潮汐两大动力体系的相互作用，加之地形、气象和天文等因素的影响，伶仃洋在动力特征上表现出自己的特殊性和复杂性，从而使得伶仃洋盐度的空间分布特征复杂.
2.1 纵向盐度分布
伶仃洋盐度分布在纵向上具有从外海向口门递减的特点，沿程盐度分布的梯度变化比较明显，在0305测点(内伶仃岛附近)的下游范围，盐度比较高，垂向平均盐度无论涨憩还是落憩时都在15‰以上，其中0307测点的垂线平均盐度达到最大值25.25‰，这是因为该测点最接近海域，受外海盐水入侵影响明显.内伶仃岛上游范围，由于受到虎门、蕉门、洪奇门和横门4个口门径流的影响，盐度下降至10‰以下，0301测点与位于东槽附近的0302测点之间的盐度比较接近，分别为2.87‰和3.08‰.位于西槽内的4个测点0301，0303，0305及0307沿程盐度均匀增加，连线近似一条直线，盐度梯度接近(图3).
图3 伶仃洋垂线平均盐度沿程分布Fig.3 Longitudinal distribution of vertical average salinity
2.2 垂向盐度分布
实测资料表明，盐度垂向分布基本上都是底层大，表层小，0.6 H的盐度介于两者之间，图4给出了0301～0307测点实测资料的垂线平均盐度‰)与0.6 H盐度(s0.6H/‰)的相关统计分析.结果表明，与s0.6H均比较接近，相关系数为0.99.因篇幅所限，文中只给出了位于最大混浊带附近的0303和0304测点的盐度垂向上的涨落潮过程(图5，6，图中HR为相对水深).从图中可以看出，0303测点的底部盐度要远大于0304测点，这是因为前者是由高盐陆架水入侵.比较两测点涨落潮时间，0304测点落潮时刻比0303测点早1 h，历时8 h，0303测点落潮历时9 h;0304测点涨潮时刻比0303测点提前1 h，两者涨潮历时都为6 h.落潮过程中，0303测点盐水以近似抛物线型后退，20:00达到最大后退，此时盐度垂线为一直线，而0304测点在18:00达到最大后退，此时盐度垂线在0.6 H以上较均匀，从0.6H到底层则相差较大，垂向上出现分层;涨潮过程中，开始时刻两者盐度表底层均较低，垂向上相对均匀，开始涨潮后，0303测点盐水以近似抛物线型从底部上溯，到3:00时刻差不多接近最分层，
而0304测点在开始涨潮以准直线形盐度随时间增大，到 23:00 时就已达到最大入侵，此时盐度垂向上近乎为一直线，与0303测点相比，表层盐度增加幅度大，底层增加幅度相对较小.大学生当兵政策
9月份开始励志语3 洪季盐淡水混合特征
3.1 伶仃洋盐淡水混合类型
伶仃洋盐淡水混合特征不仅与淡水径流及进潮量有关，还和风、浪等因素有关，同时地理形势也会明显影响混合的发生和发展[6].文中利用Hansen 和Rattray(1966)提出的无量纲分层参数N来分析伶仃洋河口的盐淡水混合情况，它表示底层，表层盐度差与垂线平均盐度之比，其中Sbot表示底部的盐度，Ssur表示表层的盐度，表示垂线平均盐度.当N≥1时河口为高度分层型， 当N在0.01～1时为缓混合型，当N<0.01 时为强混合型.根据本次洪季同步观测的实测资料，计算伶仃洋盐淡水的混合类型，在洪潮期间，伶仃洋在内伶仃岛以下区域的分层参数N在 0.01～1 之间， 属缓混合型； 从内伶仃岛以上的一段距离，N值出现了大于1的情况，盐淡水混合属于高度分层型，继续向上，在虎门口处N则相对而言较大，虽然全潮平均的N表明虎门的盐淡水混合类型仍属于缓混合型，但在涨潮时间段出现了高度
分层型的混合情况.这主要是由于河口中的盐淡水的混合是通过掺混和湍流扩散两种过程进行的，混合程度决定于动力条件，特别是径流和潮流的强弱作用.虎门多年的平均山潮比是0.26，属于典型的弱径强潮型河口，潮流的作用远远大于径流的影响，同时虎门又是东西两条深槽的起点，水深较大，基本维持在10 m左右，最大处的水深能达到20～30 m，底部由潮汐振荡产生的湍流已很难影响到上层，盐淡水混合基本是以掺混的方式进行，因此在虎门附近由潮汐带进来的盐水，由于密度较大，从底部开始入侵，在水深较深的地方，盐淡水混合并不充分，计算的分层系数相对较大，这种情况在涨潮流速较大的情况尤为明显，甚至出现盐淡水高度分层的混和.东四口门以外，由于流域面积变宽，这时候下泄流因为横行扩散而相应减弱，速度变慢，水层之间的速度切变较小，掺混强度也相对变的微弱，在内伶仃岛至东四口门的深水区域盐淡水混合出现了高度分层类型，尤其在涨潮期，盐水由于密度较大，从底部入侵，底层基本为海水所占据，而上层则为层化的混合水.到了内伶仃岛以下，径流的作用进一步减弱，基本由潮汐所控制，整个海域基本都是海水，表、底层的盐度梯度减小，因此盐淡水混合类型属于缓混合型.另外，在潮周期内，盐淡水的混合的分层参数，并不是一成不变的，而是随着涨落潮流速做周期性运动，一般而言，层化参数大则盐淡水混合程度差，分层明显，层化参数小则盐淡水混合程度好.从落急到落
憩，层化参数由小到大，表明混合程度逐渐由强变弱(图7).在一个潮周期内，大多数点的层化参数是涨潮小于落潮(见表1)，说明涨潮的混合强度一般要大于落潮的混合强度，但0301和0302测点除外，主要是由于它们位于河口，涨潮时，潮流动力较强，盐水从底部入侵，使得底、表层的盐淡水混合程度不如落潮时好.

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