磨刀門攔門沙近期演變及其排洪與拒咸效應初探.pdf

1、磨刀門是珠江八大口門中輸水、輸沙量最大的口門，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，磨刀門經(jīng)歷了一系列高強度的人類活動，磨刀門從以前的淺海海灣環(huán)境轉(zhuǎn)變成為有雙導堤控制的渠道化河道，口門迅速向海延伸，直面南海，成為珠江八大口門中唯一率先面海的口門，口門演變除受到徑流影響外、潮流、波浪及沿岸流的影響越來越顯著。 本文收集了磨刀門整治工程完成后的4套地形數(shù)據(jù)，建立了磨刀門河口的數(shù)字地形高程模型（D

2、EM），在此基礎上分析了磨刀門攔門沙近期演變特征；應用實測水文測驗資料和數(shù)學模型方法，初步探討了磨刀門攔門沙近期演變對排洪及拒咸的影響。 研究結果表明，20世紀90年代以來，磨刀門上游來水來沙量減少特別是來沙量明顯較少，而潮汐動力增強，波浪作用對河口的塑造作用也增強。近期磨刀門攔門沙整體向海推進，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。磨刀門河口不斷分漢是基本規(guī)律，西汊將進一步發(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，磨刀門口門沉積中心向西轉(zhuǎn)移，東側攔門沙侵蝕后退，西側攔門沙淤積并岸。 磨刀門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）被攔門沙阻擋，無法越過攔門沙上溯。數(shù)值模擬表明，攔門沙開挖對磨刀門河口局部水動力特征的影響較小，攔門沙的開挖不能大幅增加洪水排泄的效率。修建導堤封堵東汊會加大掛

4、定角至大井角的水面比降，造成更嚴重的壅水，東西漢的浚深對排洪的影響也較小。結合實測資料分析與數(shù)值模擬結果可以看出，雖然攔門沙的存在對于泄洪有一定的阻礙作用，但是河口及其攔門沙可以通過地貌形態(tài)的自動調(diào)整來與強大的洪水徑流作用相適應。 磨刀門河口枯季攔門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。數(shù)值模擬表明，攔門沙開挖后，鹽

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