虎门思绪

正值初春,广州的几位朋友陪我踏访虎门,葱绿盎然的山,碧波飘渺的海,俯仰之间,眼前浮现的历史烟尘是那么沉痛与悲壮,又是那么壮怀激烈。虎门海口:苦难悲壮的见证虎门为珠江8个人海口之一,是广州通海航道的必经之地,它位于珠江出海咽喉的穿鼻洋上,因有大小两个岛屿形似二虎把门,故称虎门。其地势险要,为广州海路的天然屏障,有“南海第一要塞”之誉。     

珠江河口水体的pH和碱度

本文根据1987年2月至1988年2月的调查资料,讨论了珠江河口水体pH、碱度和比碱度的变化规律及它们与盐度的关系。结果表明,从虎门外至桂山岛的珠江口主水道上,pH随盐度增加而增加。pH与盐度的相关性最好,均在99.9％的置信水平上显著;pH与碱度的相关性次之。珠江河口水的碱度是保守的;在从虎门外至桂山岛的珠江口主水道上,比碱度与氯度是密切的负相关。     

珠江蕉门分汊河口分流比水槽实验研究

作为珠江主要的泄洪排沙口门,珠江蕉门主要承泄西北江的径流和泥沙,与虎门通过横向汊道凫洲水道连通,其分水分沙的比例对粤港澳大湾区防洪及通航安全至关重要。针对凫洲水道分流比问题,本文基于蕉门分汊河口的形态特点及地貌特征,设计系列水槽实验,探究凫洲水道分流比、分流比影响因子及其变化趋势等。结果表明:在保证宽度比、深度比和流量比均相似的情况下,该水槽实验可较高精度地模拟蕉门分汊河口分流比。凫洲水道分流比受到蕉门与虎门共同影响:虎门与蕉门的相对流速比越大,凫洲水道分流比越大,其主汊地位越明显。在现有的地貌特征条件下,凫洲水道主支汊转变的阈值是虎门与蕉门相对流速比,约为0.35。研究成果可为蕉门整治、保障其行洪通航安全等提供参考依据。     

基于FVCOM的虎门水道盐水入侵三维数值模拟

采用不规则网格有限体积近岸海洋三维模型FVCOM(finite volume coastal ocean model),对2001年虎门水道至伶仃洋的盐水入侵现象进行数值模拟,并采用多个站的实测潮位、盐度对模型进行了率定和验证,然后对其水动力特性、盐度的时空变化规律及其垂向分层现象进行分析。结果表明,水位的模型预测值与实测值之间的相关系数达到0.93以上,绝对平均误差小于0.1m;盐度模拟的相对误差能控制在10%以内;大虎站表底层的流向较为一致,盐度表现出明显的分层现象;而漳澎站多次出现表底层流向相反的情况,盐度的垂向混合较充分;文章构建的模型能够较好地模拟盐水入侵的最大距离,虎门水道大潮时入侵距离和强度均大于小潮时,盐水楔活动受潮流强弱变化影响显著。     

珠江口海区悬浮颗粒物质研究——Ⅱ.有机碳和氮的来源、分布和转移

本文首次探讨了珠江口海区颗粒有机碳(POC)和氮(PON)的来源、季节性分布;它们的浓度变化与大陆径流以及与悬浮物含量的关系。此外,还初步计算了珠江经虎门口入海的POC和PON迁移量。     

南海珠江口海区人工放射性核素~(90)Sr,~(173)Cs分布特征的研究

一、调查区域与分析方法 珠江口调查海区是指北起虎门、南至北纬22°00′,东起大亚湾、西至东经113°30′的海域。设水质调查站20个,表层沉积物调查站14个,采集了3个生物样品。并在8个珠江入海口门处设水质和表层沉积物调查站。     

珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”的潮波传播特征

珠江"伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道"是珠江河口"网-湾"系统中的特殊地貌结构,属潮优型河口,潮波传播受河口湾地形辐聚效应、口门转换效应、潮汐通道辐散效应和底床摩擦等显著影响,其时空变化复杂。本文根据珠江"伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道"的代表潮位站(赤湾、泗盛围和黄埔)1990—2016年逐日高、低潮位资料,采用经典调和分析方法提取出主要天文分潮的调和常数,通过计算获得了分潮振幅梯度及传播速度,并在此基础上分析了伶仃洋河口湾(赤湾-泗盛围)、潮汐通道(泗盛围-黄埔)和总程(赤湾-泗盛围-黄埔)的潮波传播时空特征。结果表明:全日分潮的振幅梯度和传播速度年均变化率均比半日分潮大,其中K_1和O_1分潮的振幅梯度平均每年分别增加9%和18%,传播速度每年均增加1.4%; M_2和S_2分潮的振幅梯度平均每年分别增加3%和6%,传播速度每年均增加1%。人类活动导致地形异变,进而驱动潮波亦发生突变,伶仃洋河口湾和潮汐通道的M_2分潮传播速度突变年份不同,分别为2009年和2000年。潮波传播速度突变后,伶仃洋河口湾、潮汐通道两区段的传播速度和振幅梯度的关系也发生了变化。     

珠江虎门潮汐水道水体中多环芳烃的分布及季节变化

采用GF/F玻璃滤膜对珠江虎门潮汐水道6个表层水样进行过滤分离出多环芳烃的颗粒相和溶解相,并根据美国EPA标准对多环芳烃进行了定量分析.结果显示,洪、枯季水体中16种优先控制多环芳烃总量分别是223～614,6 559～20 031 ng/dm3;洪、枯季多环芳烃总量分别为786～2 098,11 360～34 338 ng/dm3;广州前航道的污染较狮子洋严重.珠江虎门潮汐水道水体中多环芳烃的含量、分布具有明显的季节变化特征,枯季多环芳烃的浓度高于洪季1个数量级以上,且二环多环芳烃的含量占95%以上,主要呈溶解相形式出现;洪季高环多环芳烃的含量明显升高,主要呈颗粒相形式输运.     

珠江虎门潮汐水道多环芳烃的分布、组成及来源分析

采用GF／F玻璃滤膜对珠江虎门潮汐水道水样进行过滤，分离出颗粒相和溶解相多环芳烃：定量分析结果显示，2001年洪、枯季水体中多环芳烃总最分别是786～2098ng／L和11360～34338ng／L，16种优控多环芳烃含量分别为223～614ng／L和6559～20031ng／L。广州前航道多环芳烃的含量高于狮子洋水样的含量：珠江虎门潮汐水道水体中多环芳烃的含量、分布具有明显的季节变化特征，枯季多环芳烃总量高于洪季1个数量级。多环芳烃的组成及其特祉参数分析表明，珠江虎门潮汐水道水体中多环芳烃主要来源于矿物燃料燃烧和汽车排放。     

30a来伶仃洋海岸线变迁及海底冲淤变化

采用Kriging网格化等方法,构建了伶仃洋1990年和2008年2期海底地形四维时空模型,结合210Pb测年,分虎门区、淇澳岛区、伶仃洋浅滩区、伶仃航道区和铜鼓航道周边区等5个亚区定量分析了1975年以来伶仃洋海岸线变迁和海底冲淤时空变化。30a来,全区陆地面积增加216.0km2,水域面积减少84.6km2,滩涂面积减少131.4km2,水域容积减少19 783.7×104 m3,年均淤积量达到477.4×104 m3,河口整体处于不断淤浅萎缩中。5个亚区的年冲淤量分别为-236.6×104,135.3×104,663.7×104,-452.7×104和367.7×104 m3;平均冲淤速率分别为-4.46,0.93,1.27,-5.49和2.93cm/a。虎门区和伶仃航道区总体水深加深,其他区域水深变浅,铜鼓航道周边淤积最为严重。虎门区水深加深主因是自然冲刷和人工采砂,伶仃航道水深加深是人工清淤的结果,铜鼓航道为新开挖的人工航道。受人工疏浚抛泥影响,各航道两侧水深明显变浅,其他区域水深变化系三角洲自然演变结果。随着伶仃洋两岸经济的迅猛发展,人类活动已成为该区海底地形地貌演变的重要因素。     

珠江及其河口的悬浮颗粒物质

珠江及其河口因季节不同,该河段上游至河口区悬浮物含量变化规律有差异。丰水期悬浮物含量比枯水期高,底层比表层高,落潮比涨潮高。珠江及其河口悬浮物含量与浊度之间存在线性关系,通过测定浊度值,可以计算悬浮物质含量。珠江干流悬浮物每年经虎门入海总量约为5.4×106t。     

珠江三角洲径潮相互作用下潮能的传播和衰减

因径流潮汐相互作用,三角洲各水道的能通量包含径流引起的净通量及潮汐引起的潮能通量。本文利用珠江三角洲多断面实测水位及流量的同步测量数据,建立基于径潮耦合的调和分析模型,剥离径流信号,计算出各站的总潮能及M₂、K₁及高频浅水分潮的潮能,对珠江三角洲潮能的沿程传播及衰减进行研究。结果表明,通过虎门进入珠江三角洲的潮波能量约占51.2%,而通过崖门、蕉门、磨刀门传入三角洲的潮能约占37%;同时,因地形摩擦、径流耗能效应,三角洲各水道的总能量损耗为148.33 MW。潮波能量按汇聚型和分散型两大类型沿三角洲不同位置传播并沿程衰减。虎门狮子洋及珠江正干、崖门至潭江石咀两大水道体系,其潮能沿程分散传入不同汊道,断面总潮能的衰减幅度大于单宽潮能通量的衰减,单宽潮动能沿程平均衰减速率大于潮势能,半日分潮的潮能衰减速率大于全日分潮。虎门狮子洋因其形态影响,M₂分潮振幅（或势能）的衰减最小,虎门至泗盛围段增加,平均每千米约增加0.77%。西四口门潮能汇聚于西海水道天河断面,总潮能的衰减速率小于磨刀门水道单宽潮能衰减速率。沿横门、洪奇门、蕉门进入的潮波多次交汇、分散,自横门至小榄、南华,南沙至海尾、荣奇,其单宽潮动能及M₂、K₁分潮动能的衰减速率小于潮势能,高频分潮势能沿程增加。     

珠江八大口门2016年枯季盐度同步观测及咸淡水混合研究

通过分析2016年枯季在珠江三角洲8个口门测站的现场同步观测盐度资料,总结了枯季八大口门同步盐度垂向分布和盐淡水混合特征。结果表明:由于八大口门的水动力条件、河口走向等不同,各口门的盐水入侵强度、盐淡水混合程度存在时空差异。其中,在盐度分布上表现为以横门为中心,向东西两侧口门,盐度逐渐递增;在层化参数分布上,总体上由横门向东分布的洪奇沥、蕉门、虎门的层化参数依次递减,横门向西分布的磨刀门、鸡啼门、虎跳门、崖门的层化参数依次递减;在一个潮周期内,盐水入侵程度、盐淡水混合强度随着潮涨潮落表现出周期性特点。盐度垂向上从上往下逐渐增大,并存在盐度拐点。一般潮汐动力越强,盐度拐点的位置越高。八大口门中,一般虎门、崖门的垂向盐度拐点位置最高;蕉门、洪奇沥、横门的垂向盐度拐点位置最低。     

珠江口伶仃洋滩槽发育演变影响因素的分析

珠江口伶仃洋汇集了虎门、蕉门、洪奇沥、横门的来水来沙,这些水、沙进入伶仃洋后,在各种因素的综合作用下,不断地运移,造成今天的伶仃洋三滩两槽复杂的水下地形。     

珠江河口虎门的地貌动力学研究

以野外现场调查、数值模拟和前人研究成果综合分析虎门的地貌动力学特征。因峡口上、下游水域开阔,涨落潮过程中发育着强大的双向不对称射流系统;由于峡口区流速最大,发育着冲刷深槽,而峡口的上、下游因流速降低,泥沙有规律地沉积,形成了涨潮三角洲与落潮三角洲堆积体,出现纵向上“马鞍”形断面特征和横向上“槽-脊-滩”的地貌特征,与其动力特征相适应。     

全新世以来珠江三角洲海鸥沙形成过程的地貌动力学分析

海鸥沙是珠江三角洲一个极富特色的沉积砂体。本文基于钻孔资料并结合长周期“动力-沉积-形态”模型, 从沉积学和地貌动力学角度对全新世以来海鸥沙的形成演变过程进行了探讨。海欧沙在全新世的沉积层序自下而上分别为河流相、河口湾浅海相和三角洲相。全新世海侵盛期以来, 虎门涨潮射流和东北—西南向涨落潮流是影响海鸥沙形成演变的主要动力。6000—2500a BP, 受东北—西南向涨落潮流的影响, 海鸥沙中北部地区一直处于冲刷无沉积状态, 由虎门涨潮射流带来的泥沙主要在海鸥沙南部沉积, 沉积速率约为0.67mm·a ^-1; 2500—1700a BP, 随着番禺平原的发育, 东北—西南向涨落潮流逐渐消弱, 海鸥沙进入一个快速沉积期, 平均沉积速率约为15mm·a ^-1, 沉积由两端向中间发展; 1700—600a BP, 随着沙湾水道的形成, 海鸥沙中部迅速发展, 至600a BP左右, 海鸥沙基本形成并出露水面。     

珠江口内伶仃洋沉积物重金属富集特征及其生态危害评价

对珠江口内伶仃洋表层沉积物中重金属的质量分数分布、富集状况进行分析,并采用潜在生态危害指数法进行评价。结果表明:Cu,Pb,Hg的质量分数分布由虎门海域沿珠江东西两岸向湾口呈递减趋势,Zn和5种金属累计质量分数则呈现为由西岸向东岸递减,Cd的质量分数分布无明显规律;Cu,Pb,Zn的富集程度较重,富集程度由大到小依次为PbCuZnHgCd;潜在生态危害评价显示,5种元素均属轻微生态危害,危害程度由重到轻依次为HgPbCuCdZn。     

2007-2008年冬季珠江三角洲强咸潮事件

根据2007-2008年冬季大、小潮时对珠江河口的走航和定点同步观测资料,分析了虎门水道、横门水道和磨刀门水道的盐度、流场特征以及各口门咸水入侵的程度,探讨了影响各口门与水道咸潮的因素.分析结果显示,该季度咸潮入侵现象严重,对珠海、广州等地的供水造成影响;咸潮的入侵受潮汐、径流和风的共同作用,各因素对各个口门的影响程度不同;磨刀门的咸潮活动有较独特的规律和动力机制.     

珠江口水体有机碳的季节性变化

调查了珠江口不同季节颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)和溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)含量的分布特征,结合碳氮比值(C/N)、叶绿素a(Chl a)含量、溶解氧(dissolved oxygen,DO)含量等水化学参数,探讨了珠江口POC、DOC来源、输送方式及混合行为的季节变化。结果表明,珠江口水体POC可能主要受到水体自生浮游植物有机碳输入的影响,DOC可能主要来自于河流输送的陆源有机碳。在降雨量较大的5月份,POC来自自生浮游植物有机碳的贡献相对减小。降雨量同样较大的8月份DOC来自河流输送的陆源有机碳的贡献增加。不同季节珠江口水体总有机碳中的DOC一直高于POC。珠江口POC、DOC含量受到淡水与海水混合进程的影响,淡水与海水的混合效应可能是从出虎门进入伶仃洋的低盐度区(盐度1‰~5‰的水体)开始延伸至外海。微生物的降解作用可能对POC和DOC在出虎门之前的下降趋势产生了重要影响,而微生物对新鲜的浮游植物有机碳的利用、以及浮游植物生产量的降低和颗粒物絮凝沉降作用则可能是POC在出虎门后下降幅度大于DOC的重要原因。     

珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”的潮波传播特征*

珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”是珠江河口“网-湾”系统中的特殊地貌结构, 属潮优型河口, 潮波传播受河口湾地形辐聚效应、口门转换效应、潮汐通道辐散效应和底床摩擦等显著影响, 其时空变化复杂。本文根据珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”的代表潮位站(赤湾、泗盛围和黄埔)1990—2016年逐日高、低潮位资料, 采用经典调和分析方法提取出主要天文分潮的调和常数, 通过计算获得了分潮振幅梯度及传播速度, 并在此基础上分析了伶仃洋河口湾(赤湾-泗盛围)、潮汐通道(泗盛围-黄埔)和总程(赤湾-泗盛围-黄埔)的潮波传播时空特征。结果表明: 全日分潮的振幅梯度和传播速度年均变化率均比半日分潮大, 其中K₁和O₁分潮的振幅梯度平均每年分别增加9%和18%, 传播速度每年均增加1.4%; M₂和S₂分潮的振幅梯度平均每年分别增加3%和6%, 传播速度每年均增加1%。人类活动导致地形异变, 进而驱动潮波亦发生突变, 伶仃洋河口湾和潮汐通道的M₂分潮传播速度突变年份不同, 分别为2009年和2000年。潮波传播速度突变后, 伶仃洋河口湾、潮汐通道两区段的传播速度和振幅梯度的关系也发生了变化。