磨刀門(mén)攔門(mén)沙近期演變及其排洪與拒咸效應(yīng)初探.pdf

1、磨刀門(mén)是珠江八大口門(mén)中輸水、輸沙量最大的口門(mén)，也是珠江最重要的泄洪通道，在珠江三角洲水系中占有極其重要的地位。近幾十年來(lái)，磨刀門(mén)經(jīng)歷了一系列高強(qiáng)度的人類(lèi)活動(dòng)，磨刀門(mén)從以前的淺海海灣環(huán)境轉(zhuǎn)變成為有雙導(dǎo)堤控制的渠道化河道，口門(mén)迅速向海延伸，直面南海，成為珠江八大口門(mén)中唯一率先面海的口門(mén)，口門(mén)演變除受到徑流影響外、潮流、波浪及沿岸流的影響越來(lái)越顯著。 本文收集了磨刀門(mén)整治工程完成后的4套地形數(shù)據(jù)，建立了磨刀門(mén)河口的數(shù)字地形高程模型（D

2、EM），在此基礎(chǔ)上分析了磨刀門(mén)攔門(mén)沙近期演變特征；應(yīng)用實(shí)測(cè)水文測(cè)驗(yàn)資料和數(shù)學(xué)模型方法，初步探討了磨刀門(mén)攔門(mén)沙近期演變對(duì)排洪及拒咸的影響。 研究結(jié)果表明，20世紀(jì)90年代以來(lái)，磨刀門(mén)上游來(lái)水來(lái)沙量減少特別是來(lái)沙量明顯較少，而潮汐動(dòng)力增強(qiáng)，波浪作用對(duì)河口的塑造作用也增強(qiáng)。近期磨刀門(mén)攔門(mén)沙整體向海推進(jìn)，洪季受洪水徑流影響較大，枯季波浪的塑造作用較明顯，總體表現(xiàn)為洪沖枯淤。磨刀門(mén)河口不斷分漢是基本規(guī)律，西汊將進(jìn)一步發(fā)展，東汊受洪水的沖決

3、也將保持生命力，西汊前端次一級(jí)分汊體系也正在形成。在波浪作用和沿岸流的影響下，磨刀門(mén)口門(mén)沉積中心向西轉(zhuǎn)移，東側(cè)攔門(mén)沙侵蝕后退，西側(cè)攔門(mén)沙淤積并岸。 磨刀門(mén)河口洪季受徑流控制，水體層化較明顯，表現(xiàn)為浮力射流。洪季徑流通過(guò)表層快速向海下泄迅速向海排泄，高鹽陸架水（鹽度>30）被攔門(mén)沙阻擋，無(wú)法越過(guò)攔門(mén)沙上溯。數(shù)值模擬表明，攔門(mén)沙開(kāi)挖對(duì)磨刀門(mén)河口局部水動(dòng)力特征的影響較小，攔門(mén)沙的開(kāi)挖不能大幅增加洪水排泄的效率。修建導(dǎo)堤封堵東汊會(huì)加大掛

4、定角至大井角的水面比降，造成更嚴(yán)重的壅水，東西漢的浚深對(duì)排洪的影響也較小。結(jié)合實(shí)測(cè)資料分析與數(shù)值模擬結(jié)果可以看出，雖然攔門(mén)沙的存在對(duì)于泄洪有一定的阻礙作用，但是河口及其攔門(mén)沙可以通過(guò)地貌形態(tài)的自動(dòng)調(diào)整來(lái)與強(qiáng)大的洪水徑流作用相適應(yīng)。 磨刀門(mén)河口枯季攔門(mén)沙外坡表底層均被高鹽陸架水控制，內(nèi)坡高鹽水伏于底層，表層受徑流控制，鹽度隨漲落潮波動(dòng)較大，水體垂向分層較明顯，表現(xiàn)出鹽水楔型河口性質(zhì)，浮力射流仍占主導(dǎo)。數(shù)值模擬表明，攔門(mén)沙開(kāi)挖后，鹽

5、水上溯距離有所增加，攔門(mén)沙內(nèi)坡垂向鹽度梯度增加，層化更加明顯。由此可見(jiàn)，攔門(mén)沙對(duì)成潮上溯具有積極的抑制作用。 綜上所述，攔門(mén)沙是陸海界面的一扇自然“防護(hù)墻”，攔門(mén)沙障礙的存在，既衛(wèi)護(hù)著河流，也衛(wèi)護(hù)著海洋，其界面一側(cè)為河流動(dòng)力作用占優(yōu)勢(shì)，另一側(cè)為海洋動(dòng)力占優(yōu)勢(shì)，可以說(shuō)攔門(mén)沙是一個(gè)緩沖地帶，洪季攔門(mén)沙通過(guò)自身調(diào)整使洪水更快的向海排泄，如支汊沖決、次一級(jí)分汊發(fā)育等，另一方面攔門(mén)沙對(duì)風(fēng)暴潮的壅水有一定的屏障作用；枯季，由于攔門(mén)沙的阻擋，