珠江河口伶仃洋最大混浊带研究

河口淤积常与最大混浊带的发育有关。自从Glangeaud(1938,1941)提出最大混浊带这一概念以来,世界上许多研究者开展了对这一问题的研究。我国近年来也对长江和瓯江河口最大混浊带进行了探讨。 1975年以来,先后在伶仃洋进行了两次较大规模的水文调查,不少研究还从不同角度对伶仃洋的动力地形和沉积问题进行分析,但有关伶仃洋最大混浊带的研究,到目前为止,还未有报道。本文即试图从河口最大混浊带的角度对伶仃洋东、西槽的淤积问题进行研讨。     

上川岛公湾海域环境对其网箱养殖容量限制的研究

通过计算单个网箱产生氮（N）和磷（P）的负荷量,并以水体富营养化的限制因子N和P的最高限制值作为控制值,利用数学模型模拟公湾海域环境对其网箱养殖容量的限制情况。研究结果表明：公湾海域环境所能承受的网箱养殖容量规模约为65000个网箱。     

珠江河口湾伶仃洋淤积的初步研究

本文主要讨论了珠江河口湾伶仃洋的淤积发展、泥沙来源以及淤积速率的问题,根据分析,可得到如下初步认识:(1)从整体上和长时段的角度考虑,伶仃洋属于以径流作用为主的潮汐河口;(2)伶仃洋淤积的泥沙主要来自陆上径流;(3)伶仃洋淤积主要是西部浅滩的淤积,预计今后将以向东南方凸出的圆弧状形式向海淤进;(4)基于伶仃洋淤积发展与一般径流型三角洲发展模式的相似性,应用计算水库淤积的Lapshenkov公式,对伶仃洋淤积的终极年限作了初步估算,假定上下边界的水沙条件及水域边界条件基本不变的情况下,求得伶仃洋淤识的终极年限为490年.应用此公式的计算精度,随着复测地形资料的积累,尚可进一步提高.     

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。     

珠江口伶仃洋沉积物中重金属元素分布、赋存形态及来源分析

2011年对珠江口伶仃洋31个点位表层沉积物中主要的重金属Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd和As含量、分布特征及来源因素进行了研究。采用了BCR提取法分析各种重金属赋存形态,并依据各种重金属的形态特征进行了因子分析,了解其分布的控制因素。结果表明:伶仃洋沉积物重金属分布特征为从西北向东南逐渐减小,各元素在伶仃洋西线沿岸的浓度普遍高于东线沿岸区域,研究区西滩北段区域成为重金属高值区。伶仃洋Cr、As、Ni主要以残渣态存在,Pb主要以可还原态存在,Cd主要以酸提取态存在,而Cu、Zn在各形态中比较分散。各重金属非残渣态比重Cd为最高,As为最低,各元素非残渣态在平面上的分布与总量分布模式基本一致,所以,伶仃洋海域通过总量来确定区域重金属污染情况在一定程度上是可靠的。因子分析结果表明,伶仃洋重金属主要为人为污染物的排放(包括工业废水、生活污水等),其次为流域自然风化产物的输入。     

伶仃洋河口横向环流

横向环流存在于大多数河口中,在河口的动量平衡和物质输运过程中起着重要的作用,其形成的机制众多。本文利用三维水动力模型EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code),结合1989年和2002年的实测数据对伶仃洋河口进行研究,得到了伶仃洋河口在洪季和枯季时期不同的水动力和盐度分布结构。在文中选取了具有代表性的两个断面,针对洪枯季、大小潮以及涨落潮等不同时期的横向流结构和盐度剖面分布特点进行比较和分析。结果显示,受局地的径、潮流条件和地形约束影响,横向环流结构并不能充分形成,在不同的区域表现出截然不同的结构特点。伶仃洋河口横向环流主要是在径、潮流与地形三者之间的相互作用下形成的,不同的区域的形成机制存在差异。综合分析后,本文认为伶仃洋河口的横向环流在该区域的动力过程中相对较为次要。     

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。     

N/P比失衡对两种硅藻元素组成及水体中氮磷组成的影响

近半个世纪以来,近海富营养化问题日益突出,微藻对C、N、P的吸收容易偏离Redfield比,自身元素组成受到影响。本文探究了在正常、低N/P和高N/P培养条件下,三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的元素(C、N、P)组成和其所在培养液营养盐含量的变化。结果表明:两种硅藻培养液的DIN、DIP和DIN/DIP在三处理组中,随时间的变化趋势不同;N/P比失衡的培养条件影响了两种硅藻的C/P、C/N和N/P值。高N/P比条件下,C/P值较对照组大幅度增加;低N/P比条件下,C/N值较对照组大幅度增加。而且,三角褐指藻各实验组的C、N、P化学计量比较中肋骨条藻表现出更强的稳定性;同种硅藻在N/P比失衡的培养条件下,P含量的变化幅度均大于N含量,表现出了更强的不稳定性。上述研究为营养限制对生物地球化学循环的影响的研究提供了重要的基础数据。     

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。     

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     

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.     

伶仃洋河口泥沙絮凝特征及影响因素研究

泥沙絮凝对河口细颗粒泥沙运动过程起着极其重要的作用。本文通过LISST-100激光粒度仪等仪器实测伶仃洋河口2013年洪季悬浮泥沙絮凝体现场粒径及水动力、泥沙条件,结合实验室悬沙粒径分析,研究大小潮期间伶仃洋河口泥沙絮凝特征,探讨紊动剪切强度、含沙量、盐度分层及波浪等因素对伶仃洋河口泥沙絮凝的影响。结果表明:伶仃洋河口水体中现场粒径平均值为148.53 μm,大于实验室悬沙分散粒径36.74 μm,河口絮凝现象明显;沉速与有效密度、粒径呈正相关,絮团平均有效密度为153.49 kg/m3,平均沉速达1.13 mm/s;小潮时絮团平均粒径大于大潮,垂向上表底层絮团粒径小、中层大,中底层絮团沉速大于表层。伶仃洋河口水动力、泥沙条件是影响其泥沙絮凝的重要因素,低剪切强度（小于5 s-1）、低含沙量（小于50 mg/L）及高体积浓度有利于细颗粒泥沙之间的相互碰撞,促进絮凝作用;当剪切强度与颗粒间碰撞强度高于絮团所能承受的强度时,絮团易破碎分解成小絮团或更细的泥沙颗粒;伶仃洋河口盐度层化引起的泥沙捕获现象增大中层泥沙体积浓度,有利于中层絮凝体的发育;观测期相对较大的波浪增强水体紊动,增大了水体细颗粒泥沙的碰撞几率,表层絮团粒径随波高峰值的出现而增大。     

Impacts of human interventions on the seasonal and nodal dynamics of the M2 and K1 tidal constituents in Lingdingyang Bay of the Zhujiang River Delta,China

Natural and human-induced changes may exert considerable impacts on the seasonal and nodal dynamics of M₂ and K₁ tidal constituents. Therefore, quantifying the influences of these factors on tidal regime changes is essential for sustainable water resources management in coastal environments. In this study, the enhanced harmonic analysis was applied to extract the seasonal variability of the M₂ and K₁ tidal amplitudes and phases at three gauging stations along Lingdingyang Bay of the Zhujiang River Delta. The seasonal dynamics in terms of tidal wave celerity and amplification/damping rate were used to quantify the impacts of human-induced estuarine morphological alterations on M₂ and K₁ tidal hydrodynamics in inner and outer Lingdingyang Bay. The results show that both tidal amplification/damping rate and wave celerity were considerably increased from the pre-anthropogenic activity period (Pre-AAP) to the post-anthropogenic activity period (Post-AAP) excepting the tidal amplification/damping rate in outer Lingdingyang Bay, and the variations in outer Lingdingyang Bay was larger than those in inner Lingdingyang Bay. The alterations in these two parameters were more significant in flood season than in dry season in both inner and outer Lingdingyang Bay. The seasonal variability of M₂ and K₁ tidal amplitudes were further quantified using a regression model accounting for the 18.61-year lunar nodal modulation, where this study observes a considerable alteration in M₂ constituent owing to human interventions. During the Post-AAP, the M₂ amplitudes at the downstream station were larger than those that would have occurred in the absence of strong human interventions, whereas the opposite was true for the upstream station, leading to a substantial decrease in tidal amplification in outer Lingdingyang Bay. However, it is opposite in inner Lingdingyang Bay. The underlying mechanism can be primarily attributed to channel deepening and narrowing caused by human interventions, that resulted in substantial enlargement of the bay volume and reduced the effective bottom friction, leading to faster wave celerity and stronger amplified waves.     

伶仃洋表层沉积物特征及其泥沙运移趋势

根据伶仃洋表层沉积物的粒度分析资料,探讨表层沉积物的特征,并在此基础上应用Gao-Collins粒径趋势分析方法(GSTA模型)分析了伶仃洋表层沉积物的泥沙净输运趋势。结果表明,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广泛。受径流、潮流、波浪和陆架水入侵等多种动力作用,伶仃洋表层沉积物颗粒在北面最粗,南面次之,中间最细,东面略粗,西面略细;分选由中部向东、西两岸逐渐变好,但总体分选差;不同级配的泥沙分布和沉积特征存在差异。伶仃洋泥沙运移规律较复杂,泥沙呈现出向西南输运的总趋势;内伶仃洋四周泥沙受各种力作用,呈现出顺时针方向的环流运移,中心区域为最大浑浊带,泥沙以垂直落淤为主。淇澳岛以南至澳门半岛以东海域受粉砂和黏土向西扩散影响,泥沙向西运移。大屿海峡及外伶仃岛附近海域为高盐水入侵通道,泥沙向西北运移。     

港珠澳大桥人工岛水下滩槽演变的数值模拟与工程检验

港珠澳大桥地处伶仃洋的湾口水域,东、西人工岛分别位于伶仃洋大濠深槽两侧。人工岛水域水深流急,潮流正面冲击人工岛,易造成人工岛海域水下地形发生大的变化与调整,最终形成以人工岛为中心的局部滩槽新格局。在大桥工程设计阶段,采用伶仃洋二维潮流泥沙数学模型,对人工岛建设后的伶仃洋水沙环境和水下地形冲淤进行了模拟计算。模型预测结果表明,人工岛对伶仃洋水域的水沙环境影响集中在人工岛上、下游各5 km水域内,人工岛呈冲刷趋势,岛体上下游形成以岛为中心的梭状淤积体。人工岛建设10年前后的水下地形冲淤变化结果表明,人工岛建设引起的海床冲淤变化趋势与数学模型预测结果基本一致,此为当初采用的数学模型预测效果提供了良好的佐证。     

珠江河口盐度和输运过程对未来海平面上升的响应

研究海平面上升对河口的影响情况有助于了解输运过程的变化,基于21世纪海平面上升预测研究(陈长霖,2012;张吉,2014),本文选取珠江河口这一径优型与潮优型并存的河口为研究区域,利用数值模拟的方法,研究其在未来海平面上升后可能出现的响应。结果表明,河口的平均盐度、咸潮上溯距离和层化强度都将随着海平面的上升而增加,这些因素的变化有着明显的季节性。伶仃洋平均盐度在4月和10月增加更多;伶仃洋枯水期咸潮上溯距离的增量大于丰水期,磨刀门则相反;伶仃洋丰水期层化强度及其增量都要大于枯水期。海平面上升后的输运过程响应结果显示:(1) 垂向输运时间将增加,虽然海平面上升带来的潮差潮流的增强将加强垂向混合,但是层化的加强会削弱垂向交换。垂向输运时间的增加是由于层化的加强,层化加强抑制了潮汐变化带来的影响,表层水更难交换到底层; (2) 南北向河口环流将加强,表层余流向海加强,底层余流向陆加强,南北向余流整体向海减小。造成这些现象的主要原因是海平面上升后水深增加带来的河道比降的减小和压力梯度力的改变。     

青岛高新区人工水系污染成因及其影响因素

景观水体中经常存在水体变色、散发异味等环境恶化现象。本研究以青岛高新区人工水系的污染问题为例,通过卫星图片解析、现场调查、模拟计算等手段,探讨了此类湖库型景观水体的污染成因及其影响因素。结果表明,水体中N、P营养盐负荷超标,是该水系主要污染因子;由于营养盐比例失衡,耐受性强的浮游藻类大规模增殖,在人工水系中,主要优势种绿藻小球藻的优势度高达0.984,藻细胞密度最高达9.83×109cells/L,导致水体出现黑臭现象。通过模型估算人工水系主要污染因子的环境容量与陆源污染通量,结果表明来自陆源的TN载荷为环境容量的5.22倍,TP载荷为环境容量的2.55倍,陆源输入是此类景观水体污染形成的主要原因;对人工水系典型水体主要环境因子浓度梯度的垂直变化分析表明,此类水体存在可能的内源污染。     

伶仃洋沉积动力特点的研究

位于珠江三角洲东侧的伶仃洋，因径流下泄与潮流进退的流向不一，使它各分流口门的出口水道都有主槽和支槽之分，即都有主干水道和分汊水道。陆架高盐海水入侵又使伶仃洋内沉积动力过程在空间分布上发生差异，如沉积物分布有粗－细－稍粗之分；而水体中的密度、速度差异，常常产生锋带，对水下地形的发展有不可忽视的影响。因而全面认识发生在伶仃洋内的沉积动力作用，对深水航道的选线极为重要。     

Fluxes of riverine nutrient to the Zhujiang River Estuary and its potential eutrophication effect

The Zhujiang River Estuary is becoming eutrophic due to the impact of anthropogenic activities in the past decades. To understand nutrient dynamics and fluxes to the Lingdingyang water via four outlets(Humen,Jiaomen, Hongqimen and Hengmen), we investigated the spatial distribution and seasonal variation of dissolved nutrients in the Zhujiang River Estuary, based on fourteen cruises conducted from March 2015 to October 2017,covering both wet(April to September) and dry(October to March next year)...