伶仃洋河口水域纳潮特性分析

为阐明伶仃洋河口水域纳潮现状和特性,分别采用经验公式和建立贴体曲线坐标系下的珠江河口二维数学模型的方法,对河口伶仃洋水域的纳潮特性进行了分析和探讨.数学模型的离散和求解采用纯隐格式的混合有限分析法,根据实测资料对其进行了验证.比较显示,采用实测资料和经验公式计算到的伶仃洋水域纳潮量与数学模型的计算结果相差在5%以内,从而证实了数学模型的可靠性.结果表明,伶仃洋海域的主要纳潮口门为伶仃洋口门,约占总纳潮量的87.7%,通过香港暗士顿水道进出的潮量仅占12.3%左右,显示伶仃洋口门为该海域的主要径潮通道,对该河口的防洪和生态具有重要的作用     

基于SOM模型的珠江河口河网铊生态风险评估

珠江三角洲地区铊浓度的研究对粤港澳大湾区水资源保障具有重大意义。本研究在珠江河口河网选取了11个断面, 分别于枯水期和丰水期的大小潮四个水文时段对其表、中、底层进行同步采样和监测。分析了珠江河口与河网中铊的暴露情况以及其时间和空间的分布, 采用自组织映射神经网络(self-organizing maps, SOM)基因表达聚类分析的方法对528个铊浓度监测数据进行拟合。此外, 本研究基于潜在生态风险评价方法, 选取相应的系数, 运用SOM模型, 对珠江河口河网铊的潜在生态风险进行评估。结果表明, 珠江河口与河网铊的暴露水平整体上较低, 铊的浓度在空间上呈现为磨刀门>石龙>马口>伶仃洋>虎门>三水, 而在时间上则表现为丰水期小潮>丰水期大潮>枯水期大潮>枯水期小潮。SOM聚类分析结果表明, 珠江河口河网整体上潜在生态风险属于较低水平, 各断面的潜在生态风险程度从高到低依次为磨刀门>马口>石龙>伶仃洋>虎门>三水。本研究表明SOM聚类分析方法适合于重金属污染物聚类分析。     

水质扩散系数在伶仃洋水域水体交换中的影响分析

选取珠江河口伶仃洋水域为例,建立了贴体曲线坐标系下的二维珠江河口水流数学模型,并采用纯隐格式的混合有限分析法对数学模型进行了离散和求解。在对模型验证的基础上,针对珠江河口伶仃洋水域中的水质扩散系数选取问题进行了分析和探讨。研究表明,主潮汐通道水体的置换率基本不受扩散系数取值的影响,扩散系数的影响主要体现在远离伶仃洋主潮汐通道和示踪剂浓度分界线的水域,并初步推荐了该水域示踪剂扩散系数的取值范围。     

珠江口伶仃洋咸淡水混合特征

珠江口伶仃洋是一个宽而浅的喇叭状海湾.珠江的八个口门,有四个口门(虎门、蕉门、洪奇沥和横门)的径流汇入伶仃洋(见图1).径流量约1,517.9亿方/年,占珠江总径流量的51.6%,但洪、枯季节流量变化较大.洪水季节的径流量约占年径流量的80%以上.     

伶仃洋泥沙及其运动特征

珠江口伶仃洋是个多口门的河口湾,其泥沙来源复杂多样,既有陆域来沙,又有海域来沙。依据珠江分水分沙特点,以三水、马口、博罗１９６５到１９９７年实测流量与含沙量资料为基础,推算进入伶仃洋的泥沙总量,并对共泥沙主要沉积动力特征进行了分析,结果表明,伶仃洋的泥沙来源比较稳定,由于径流作用、潮流作用、盐淡水混合作用及风浪的影响,泥沙不断向南、东南方向输运与沉积。     

河口二维潮流特征差分的一维化解法

为治理珠江河口,结合广州出海水道伶仃洋海区的二维潮汐水流计算问题,本文提出一个新方法——二维特征差分的一维化解法。将二维潮流问题简化为一维化的解法,解法本身和附录的电算程序都是好懂易做的。电算实例结合珠江河口的多河口、伶仃洋二维海区被岛屿分隔的多口门复杂情况,回代出海区海底粗糙率.为解决河口治理和海涂围垦的工程规划问题,即为改变二维海区边界条件后的潮流计算,提供一个新的理论方法.     

伶仃洋洪季潮波传播变形及不对称性规律分析

珠江河口伶仃洋水域潮波传播变形及其不对称性关系对河口动力环境和物质输运产生影响。研究根据珠江口伶仃洋及东四口门19个潮位站2011年6月实测逐时潮位, 利用收缩河型沿程潮幅解析理论, 阐释伶仃洋从桂山岛上行沿程潮汐传播规律特征; 在调和分析基础上, 应用偏度理论和分潮组合分析方法, 阐明了伶仃洋东西岸及洪奇门、蕉门内潮汐不对称性分布特征, 对照数值研究结果, 指出伶仃洋至虎门之间水域导致潮汐不对称性的主控因素及响应规律。研究表明, 河口平面形态呈近似指数收缩特征的伶仃洋, 沿程潮幅的变化符合指数收缩型河口波幅解析变化规律, 东岸潮幅高于西岸的主要原因是东岸水深大于西岸, 其次是科氏力影响; 行进潮波虽受地形摩擦耗能及非线性作用下不同频率分潮间能量迁移的影响, 但收缩河口能量汇聚效应可以保证收缩段天文分潮潮幅减缓衰减甚至增加, 半日分潮能量汇聚效果强于全日分潮, 各非线性项作用促使浅水分潮产生并持续增能, 保证一定距离内沿程潮幅的增大; 潮汐不对称性的偏度由湾口落潮占优向湾顶涨潮占优发展, 在伶仃洋中部赤湾至金星港一线转为涨潮占优, 产生该现象的原因是自湾口向湾顶不同频率间天文分潮K₁-O₁-M₂的相互作用, 导致表现为落潮优势潮的不对称性减弱, 而天文分潮M₂和其对应的浅水分潮倍潮M₄组合作用使涨潮优势偏度值的不对称性增强; 收缩河口形态属性要素中, 水深是影响潮不对称性的最主要因素。     

珠江口及附近海域夏季氮的化学形式分布研究

根据1998年夏季对珠江河口及附近海域的水质调查，研究了氮的各种化学形式的空间分布特征、相关系数和环境条件的影响。结果表明：珠江河口中，无机氮含量很高，占总氮的85％；而硝酸氮占无机氮的95％，NO2^--N和NH4^ -N含量很低。在外海，则以有机氮为主，占总氮的80％。NH4^ -N和NO2^--N在伶仃洋河口中部出现最大值，在外海的值最小；其它形式的氮从伶仃洋内河口到外海，其浓度都逐渐降低。NO3^--N是各种形式氮中的主要因素，它与各形式氮之间具有良好的相关性；NH4^ -N和NO2^--N与其它形式氮之间的相关性都很差，而其余各种形式氮之间都有较好的相关性。涨潮时不利于污染物的扩散；与小潮相比，大潮时伶仃洋河口中部表层氮的浓度偏高。     

珠江口及邻近水域鱼类群落结构研究

根据１９８６－１９８７年珠江口及邻近水域底拖网鱼类采样资料，运用系统聚类与排序等多元分析方法和群落多样性指数，研究该水域鱼类群落结构及其与环境因素的关系。分析结果把该水域鱼类划分为淡水，河口和沿岸３个群落，分别位于莲花山－虎门河道，珠江河口伶仃洋和珠江口浅海水域，各群落结构组成呈沿盐度梯度成带分布的格局。     

珠江口及邻近海域潮汐环流数值模拟Ⅱ——河口水交换和物质输运分析

采用无结构网格三维有限体积海洋模式FVCOM所建立的珠江口及邻近海域的三维正压高分辨率数值模型,对珠江口水域的水交换和物质输运过程进行了研究。研究发现,只考虑潮汐作用时,珠江口内湾水交换能力很弱,海水滞留时间在90d以上;加入径流、风应力作用后内湾水交换能力变强,示踪物的滞留时间分布大体上在珠江口航道区以及河口西侧(靠近珠江口门处)较短,在河口东侧(远离珠江口门处)和西侧浅滩较长。在丰水期,西南风驱动下河口示踪物平均浓度最低,为0.34,滞留时间最短,自西向东由10d逐渐过渡为90d以上。对不同海域之间的水交换分析表明,珠江河口内4大口门以及伶仃洋海区、磨刀门海区水交换能力最强;深圳湾、大鹏湾、大亚湾与口门外陆架海域的水交换能力较弱。粒子追踪试验表明,珠江口内粒子在枯水期会进入黄茅海,在丰水期则可抵达大亚湾和大鹏湾。径流和风应力作用会不同程度加大珠江口海域不同口门处粒子位移,在枯水期粒子向西运动,洪奇门、磨刀门与鸡啼门处粒子位移最大,90d内可达285km;在丰水期粒子向东运动,横门处粒子位移最大,90d内可达190km,部分可至大亚湾和大鹏湾,且粒子运动呈螺旋状推进。     

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。     

珠江口内伶仃洋沿岸土地利用动态分析

珠江口内伶仃洋沿岸地区近年来大规模填海造田,使虎门、蕉门、洪奇沥和横门四大口门日益缩窄,水泄不畅,对环境造成很大影响。根据2003年在珠江口内伶仃洋水域获得的海洋地质环境与地质灾害综合调查资料,结合调查区5个时相的遥感影像资料,运用遥感影像机助解译方法、GIS空间分析方法、GPS定位方法以及相应的数理统计方法,综合分析了内伶仃洋沿岸老城区土地利用动态变化的特点及若干驱动因素,认为内伶仃洋沿岸的土地利用已从早期的填海造田、围海养殖,转向用于发展工业及高新技术的厂房和港口建设的土地开发。     

珠江河口拉格朗日拟序结构及其在浊度锋识别中的应用

基于珠江河口水文实测资料和三维水动力数值模型,利用有限时间李雅普诺夫指数提取分析了流场中的拉格朗日拟序结构(LCSs),并结合卫星遥感图像探讨珠江河口LCSs时空分布与其浊度锋的关系。结果显示,河口浊度锋与LCSs在时空上存在很好的契合,LCSs所形成的输运通道与壁垒对河口浊度锋的位置、形态及变化过程有显著影响。落潮时,泥沙随蕉门、洪奇门和横门的落潮射流注入伶仃洋,与虎门下泄的冲淡水对峙形成了一条明显的FTLE脊线,制约着浊度锋的形成和分布形态。涨潮时,来自西北三口门的淡水径流受口门外涨潮流的顶托作用,强烈的水平速度与密度梯度在此处形成LCS,阻碍径流挟带悬浮泥沙的输运而产生浊度锋。由于LCSs很好地勾画了不同动力性质的水体边界,因此可以用来对河口浊度锋进行识别、追踪和动力解释。     

珠江口及邻近水域鱼类群落结构研究

根据1986～1987年珠江口及邻近水域底拖网鱼类采样资料,运用系统聚类与排序等多元分析方法和群落多样性指数,研究该水域鱼类群落结构及其与环境因素的关系,分析结果把该水域鱼类划分为淡水、河口和沿岸3个群落,分别位于莲花山,虎门河道、珠江河口伶仃洋和珠江口浅海水域,各群落结构组成呈沿盐度梯度而成带分布的格局.淡水群落结构简单稳定,沿岸群落结构比较复杂,河口群落受水动力过程和生物活动影响最大,群落结构的季节变化较为显着.     

2021年夏季珠江口颗粒有机碳空间分布特征及其影响因素

颗粒有机碳(POC)是河口碳循环的关键变量之一,厘清其空间分布特征及影响因素是开展河口碳循环研究的重要基础。本文研究了2021年7月(珠江丰水期)珠江口大范围区域和不同水层POC浓度空间分布,探究了盐度、悬浮颗粒物浓度(SPM)和浮游植物类脂生物标志物总浓度(ΣPB,包含菜籽甾醇、甲藻甾醇和C₃₇长链烯酮)等因素对POC空间分布的影响。结果表明,研究区域POC浓度为0.05～0.85 mg/L,均值(0.29±0.19) mg/L,总体呈现近岸浓度高、河口外部区域浓度低的分布趋势,高值区集中在磨刀门近岸海域和香港南部海域。垂直分布上,POC平均浓度随着深度的增加先减小再增加,但不同断面间存在差异。A断面(黄茅海-珠江口外侧)POC浓度最大值出现在近岸及叶绿素最大层,B断面(磨刀门-珠江口外侧)POC浓度最大值出现在表层,C断面(伶仃洋-珠江口外侧)大部分站位垂直分布较均匀。POC空间分布受到多种环境和生物因素的显著影响。在某些海域和水层,温度、浊度、溶解氧、营养盐浓度、SPM以及ΣPB等参数与POC浓度具有显著正相关,而盐度与POC浓度具有显著负相关。盐度与POC...     

珠江口伶仃洋泥沙运动的沉积动力作用

珠江口伶仃洋是个多口门汇入的河口湾,其泥沙来源复杂多样,既有陆域来沙,又有海域来沙,这些泥沙进入伶仃洋以后,在径流作用、潮流作用、盐淡水混合作用及风浪等的影响下,不断地运移,形成“三滩两槽”的分布格局,７－年代中期以后,由于东部潮流作用及盐淡水混合作用的加强,受其压迫,西部泥沙物质不断向南、东南方向输运与沉积。     

珠江口伶仃洋锋的类别及其对沉积的影响

根据近年在珠江口伶仃洋的观测资料，对比国外有关河口锋的定义，归纳了伶仃洋内几种锋的现象，计有潮侵锋、岬角锋及湖水退急时的浅滩锋等。解释了锋生的原因与潮汐进退，特别与随潮入侵的咸水关系。文中也探讨了这些锋对沉积环境的影响，认为它是陆架水入侵河口地区的一种不容忽视的沉积动力过程。     

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。     

珠江口内伶仃洋表层沉积物粒度特征及其运移趋势

对珠江口内伶仃洋158个表层沉积物样品的粒度资料进行分析,探讨了表层沉积物的特征,并在此基础上应用GSTA模型分析了内伶仃洋河口湾泥沙运移趋势。结果表明,珠江口内伶仃洋表层沉积物共有6种类型,其中以黏土质粉砂分布最为广泛。内伶仃洋河口湾泥沙运移特征较复杂,以东槽和西槽为界,分Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区。Ⅰ区在涨落潮流的作用下泥沙总体呈现出向东部岸滩运移的趋势;Ⅱ区往复流强劲,盐水楔活动频繁,受科氏力作用泥沙自东北向西南输运;Ⅲ区横门岛至金星门之间的分流间海湾泥沙呈现出向岸滩运移的趋势,淇澳岛周围泥沙呈现出顺时针方向的环流运移的特点。     

珠江口伶仃洋地貌特征演变与纳潮能力变化研究

在自然和人为的双重作用下,珠江口伶仃洋地貌特征发生了巨大变化,改变了水动力环境,致使纳潮能力也发生深刻变化。本文以珠江口伶仃洋地貌变化和纳潮能力变化为研究对象,采用近百年来的古地图资料、人类活动和水文特征等资料,通过第四纪地质学、地图学、遥感学、历史地理学等方法,反演内伶仃洋形态变化过程,探讨1906年以来珠江口伶仃洋的地貌变化过程。采用岸线分维数、形状指数、纳潮量、潮差消减能力,定量反映地貌变化对纳潮能力的影响。结果表明,1906-2014年,地形演变造成伶仃洋纳潮量减少了14.50%;1971-2014年,伶仃洋纳潮量减少了11.27%。海岸线的变化引起纳潮能力逐渐变弱,潮差沿程变化率减小了0.23,尤其是自1971年以来,因堤围等建设,河口岸线逐渐平直,纳潮能力逐渐减弱。