最平滤波器在分析月平均潮位资料中的应用

应用数字滤波方法来消除验潮资料中的高频扰动而分离出海平面的趋势性变化，并设计了最平滤波器；对其幅频响应特性和相位特性的验证表明，最平滤波器的技术性能基本上是可靠的。     

广东沿海相对海平面变化特点

根据广东省沿海及珠江三角洲口门区17个验潮站资料，分析近40a（1955—1994年）平均相对海平面（RSL）变化特点，表明RSL存在振幅20—40cm的准同步变化和1.5—2．0mm·a－1上升率。广东沿海的RSL长期变化存在30—40a、振幅2—3cm的气候周期。珠江三角洲口门区的RSL变化深受珠江径流量变化的影响。径流量变化1000亿m3，各分流口门的年平均水位相应变化4—6cm。     

最平滤波器在分析月平均潮位资料中的应用

应用数字滤波方法来消除验潮资料中的高频扰动而分离出海平面的趋势性变化，并设计了最平滤波器；对其幅频响应特性和相位特性的验证表明，最平滤波器的技术性能基本上是可靠的。应用最平滤波器对月平均验潮序列进行低通数字滤波，可以有效地消除验潮资料中的高频扰动，分离出低频变化。从数值计算过程、高频扰动机制及实测验潮资料的估算结果来看，低通数字滤波在确定海平面长期变化趋势中，对消除高频扰动的影响是非常重要而有效的。     

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。     

珠江网河水沙分配变化及其对伶仃洋水沙场的影响

采用二维ECOMSED模型对径流来水来沙变化前后的1978年和1999年伶仃洋洪水期水动力场和悬沙场进行模拟,结果表明:伶仃洋水动力场整体增强,但不同地貌单元水动力变化具有明显差异.分流比变化后洪水期伶仃洋西槽、东槽和中滩水动力增强,涨潮和落潮流速普遍增大0.1m/s;西部各口门区和西滩涨潮流势减弱,径流优势更加明显,但西滩三个口门水道及滩面潮沟落潮流速增大约0.1 m/s;东滩水动力特征变化不大.悬沙浓度亦整体升高,平均增加了0.02~0.05 kg/m3,悬沙高值区范围扩大,0.10 kg/m3等值线由西槽西侧明显向东推进到沿东槽南北向分布,径流来沙的影响范围东扩.     

应用数字滤波消除潮位短周期波动对确定海平面变化趋势的影响

由一元线性回归分析的正则方程计算表明,在验潮记录较短的客观条件下,验潮序列中的周期波动对确定海平面变化趋势的影响是显着的.着重讨论采用数字滤波方法消除周期小于4年的短周期波动对确定海平面变化趋势的影响,并设计了最平滤波器,其通带截止频率对应的周期为4年,即应用最平滤波器对月均验潮序列进行低通滤波,基本上可消除周期小于4年的短周期波动对确定海平面变化趋势的影响.     

大量采沙对东江下游及东江三角洲河床地形和潮汐动力的影响

The sand dredging and its impacts on riverbed evolution and tidal dynamic change in the lower reaches and delta of the Dongjiang River are examined in this paper. The large amount of sand, totally 3.32 billion m^3 from 1980 to 2002, was mined from the riverbeds of the lower reaches and delta of the Dongjiang River. Increasing of the channel capacity, lowering of the average riverbed elevation, deepening of the water depth and decreasing of the longitudinal riverbed gradient are the main effects on the riverbed evolution brought by the large amount of sand dredging. Under the strong sand dredging and associated significant riverbed deformation, the notable changes of the tidal dynamic in the lower reaches and delta of the Dongjiang River occurred, including： （1）in the upper reaches of the Dongjiang River delta and lower reaches of the Dongjiang River, tidal level dropped apparently, tidal range widened, flood tidal duration became longer, amplitudes for major tidal components became bigger and tidal dynamics intensified; （2） tidal wave spread faster; and （3） the limits of the tidal level, tidal current and salt water moved upstream.     

珠江磨刀门河口潮波振幅梯度与上下游动力边界的关系异变研究

强人类活动目前已经成为河口演变的主要动力。阐明流量驱动下河控型河口潮波传播演变过程及机制,对河口治理及人类活动的影响评价具有重要指导意义。以珠江磨刀门河口为例,研究了径潮动力阶段性演变特征。采用流量驱动的R_TIDE数据驱动模型探究了该区潮波振幅梯度和上下游动力边界(即上游流量和口门振幅)关系的变化规律。结果表明,在强人类活动影响下,各潮位站M₂分潮振幅明显上升(三灶站除外),且具有季节性差异和阶段性变化,灯笼山-马口河段的M₂分潮振幅沿程平均增大约0.07 m,河段潮波振幅梯度平均增大约4.61×10^–6 m^–1。研究潮波振幅梯度与上下游动力边界的阈值的关系表明,阈值效应主要出现在甘竹-马口河段。在强人类活动影响下,潮波振幅梯度阈值增大,相应的流量阈值增大,而振幅阈值基本不变。在达到振幅阈值之前,由于底床摩擦效应,大潮振幅衰减效应大于小潮,而在超过振幅阈值后,地形辐聚效应成为影响潮波振幅梯度变化的主要因素,大潮振幅衰减效应小于小潮。阈值的变化主要与流量、地形、摩擦等多因子耦合作用有关,当地形辐聚效应和底床摩擦效应达到平衡时,潮波振幅梯度与上下游动力边界之间则出现阈值效应。该现象的发现可为河口海岸防灾减灾和水资源管理等实际问题提供重要理论支撑。     

珠江磨刀门河口水位分布演变特征及其对人类活动的响应*

河口区水位受径流、潮汐、地形、人类活动等多因素影响, 其空间分布结构及变化复杂。作为河口动力结构的重要参数, 水位分布演变特征及机制的研究对水资源高效开发利用和河口治理具有重要指导意义。文章基于珠江磨刀门河口沿程马口、甘竹、江门、竹银、灯笼山和三灶6个测站1965—2016年月均余水位数据及马口站的月均流量数据, 分析人类活动影响下水位空间分布的异变, 采用双变量线性回归模型定量辨识水位分布异变的主要影响因素, 并初步讨论人类活动、动力结构、地形变化之间的相互耦合关系。结果表明, 基于平均水面形态变化参数(即曲率)可较好地指示河床冲淤变化趋势, 河段平均曲率为正, 指示河床趋于淤积, 曲率为负, 河床趋于冲刷侵蚀; 围垦、大规模挖沙、河道疏浚等强人类活动前, 磨刀门河口上、下段坡降大于中段(江门—甘竹段), 即中段存在一个水位坡降变缓的区域, 枯季低流量时中段水位坡降出现由海向陆方向的倒坡降, 强人类活动后, 余水位空间分布结构发生异变, 中段坡降增大、低流量时的逆坡降消失; 强人类活动引起的河床地形变化是磨刀门河口沿程水位空间形态发生变化的主要原因, 使口门段(三灶—竹银)和河口上段(甘竹—马口)水位曲率分别减小0.41×10^-4m·km^-2和1.04×10^-4m·km^-2, 河口中段(竹银—甘竹)水位曲率增大0.21×10^-4m·km^-2, 沿程曲率由正(下凹)-负(上凸)-正转变为负-正-负, 沿程河床也随之由淤积-冲刷-淤积趋势转变冲刷-淤积-冲刷趋势。     

珠江磨刀门河口水位与海平面、上游流量的联合分布关系异变研究

河口的水位变化是径潮动力相互作用的结果,但近30年来,强人类活动对河口环境的影响已远超环境自我修复能力,导致水位发生异变。为研究这种变化,本文选取人类活动影响剧烈的珠江磨刀门河口作为研究区域,采用Copula方法定量分析在同一上下边界(上游流量和口外海平面)下由强人类活动引起的水位异变。结果表明:1)强人类活动后,河道地形下切显著,外海海平面对沿程各站水位的线性影响增强,上游马口流量对水位的线性影响减弱。2)强人类活动后甘竹至灯笼山站同概率水位事件明显降低;三灶海平面呈上升趋势;马口流量分布特性变化不明显。3)水位与海平面、流量的联合依赖关系发生明显改变,低水位与海平面关系的敏感度增加,而高水位与海平面关系的敏感度下降。低水位与流量关系的敏感度基本不变,而高水位与珠江流量关系的敏感度明显下降。4)强人类活动后各站水位变化幅度变窄,在相同概率海平面及流量驱动下,强人类活动后各站水位均有明显下降,水位与海平面、流量遭遇概率为0.1—0.9时,其月均水位下降幅度达0.01—1.24m。低海平面和低流量联合驱动下各站水位的下降幅度明显小于高海平面和高流量联合驱动下月均水位的变幅,而且上游站位的水位下降幅度明显大于下游站位。本研究成果可为强人类活动的影响辨识及珠三角水资源的合理配置和可持续发展利用等提供技术支撑。