珠江三角洲潮区界、潮流界和咸水界(简称“三界”)的变化既是反映珠江口径、潮两大动力系统相互作用变化的重要特征,也是反映网河区潮汐动力变化的重要指标。
2.3.3.1“三界”的时空分布变化
“三界”并非固定不变,而是随着河道径流量大小和潮汛强弱在一定范围内变动,同时还与水道的走向、水深、底坡、河床糙率及边界条件密切相关。
20世纪80年代珠江三角洲“三界”的主要活动范围见表2.15[16]。在此之前,由于河口三角洲网河的自然淤积向海区延伸,潮区界、潮流界和咸水界具有随之缓慢向海推进的趋势;但20世纪90年代以来,潮区界、潮流界和咸水界却向陆回溯,具有明显上移的趋势,表现为与自然过程相逆的异变和突变。据2005年实测资料分析,东江枯水期潮区界已上移至博罗附近,潮流界则上移至樊屋上游,咸水界至紫坭和莞城,“三界”比20世纪80年代分别上移80km、43km和12~18km。北江枯水期的潮区界则上移至石角河段,潮流界由三水至马房之间上溯至芦苞附近;西江的潮区界上移至封开附近河段,潮流界由三榕峡上移至悦城附近。从空间变化特征来看,径流相对较弱而潮汐相对较强的两翼“伶仃洋—虎门—狮子洋—流溪河”和“黄茅海—崖门—银洲湖—潭江”的“三界”变化幅度较小,潮汐相对较弱而径流较强的口门及网河区水道的“三界”回溯上移变动幅度较显著。如潭江和流溪河的潮区界和潮流界虽略有上移的趋势,但变动不大,其中两者潮流界变动甚微,仍分别位于赤坎和老鸦岗附近[17]。
表2.15 珠江各主干水道的潮区界、潮流界和咸水界一览表
续表
2.3.3.2 近年咸潮活动变化规律
受近年来“三界”明显上移的影响,珠江三角洲咸潮活动具有日渐加剧的趋势。所谓咸潮,即含氯度大于河水含氯度并随潮汐潮流涨落进退于河口区的潮水,它是高矿化度的海水因引潮力作用而倒灌进入河道与河水相混合的结果。珠江三角洲地区发生较严重咸潮的年份是1955年、1960年、1963年、1970年、1977年、1989年、1993年、1999年、2004年、2005年、2006年。20世纪80年代以前,珠江三角洲受咸潮危害最突出的是农业;随着经济的发展,咸潮逐渐影响到工业生产和生活饮水,当河道水体含氯度超过250mg/L(0.25%)时,就不能满足供水水质标准,影响城镇生活供水。近十几年来,珠江三角洲地区咸潮活动出现如下特点:咸潮持续时间增长、上溯影响范围越来越大、强度趋于严重[17](www.xing528.com)
以多年月平均最大的含氯度0.25‰的分布界线为常年咸水入侵界线,以历年最大含氯度0.25‰为大旱年咸水入侵界线。据有关文献统计[18],近十几年来,平水年时,南海大陆架高盐水团入侵至伶仃洋内伶仃岛附近、磨刀门、鸡啼门外海区和黄茅海湾口;含氯度1‰的咸水入侵至虎门大虎、南沙等地;含氯度0.25‰的咸潮界线在虎门东江北干流出口、磨刀门水道灯笼山等地。大旱年份含氯度1‰的咸水入侵到虎门黄埔以上、沙湾水道下段等地;含氯度0.25‰的咸潮线可达西航道、沙湾水道的三善滘等地。与平水年相比,含氯度为0.25‰的咸界大旱年时上移约13km,常年咸界在黄埔水道,上溯约4km(图2.14)。20世纪90年代以前,东江三角洲网河的石龙北的东江北干流水道的咸水界在南洲至倒运海入口之间河段变动,石龙南的东莞水道的咸水界未上溯越过莞城;近几年来,北干流水道咸水界已越过倒运海入口,上移至中堂大桥—大塘洲一线附近,东莞水道的咸水界上溯到石竭桥—柏洲边一线附近。
2.3.3.3 咸潮上溯影响因素分析
图2.14 珠江三角洲水道含氯度等值线图
珠江三角洲网河水道上游受西北江及东江下泄径流影响,下游受伶仃洋潮汐控制,水体含氯度因时因地不断变化;同时还有其他多种因素影响,在同一水道或同一断面,水体含氯度也会因季节(上游来水多寡)、潮别(涨或落)、时程(潮涨潮退过程)、河道与口门地形变化、海平面上升及风向风力等因素而有不同程度的差异。
(1)上游径流量因素。径流是影响咸潮上溯距离最直接而且是最主要的因素。在上游来水较少的枯水年份的枯水季节(10月至翌年的3月)咸潮上溯相对严重。实测资料表明,注入伶仃洋的径流具有明显的季节变化,其月平均盐度与上游各站的月平均流量有着相应的变化,即上游径流量小时,观测站的盐度增大;反之,则盐度变小。枯季各月平均含氯度虎门(泗盛围站)为1.87‰~5.52‰,口门以下赤湾为15‰~17‰以上。近年来,随着经济的迅速发展,珠江三角洲上游地区用水量增加,导致上游流域来水量一定程度的减少,加剧了三角洲河口区的咸潮上溯。
(2)河口及河道地形变化因素。自20世纪80年代中期以来,大规模河道采砂、航道治理等人类活动不断加剧,使得珠江三角洲及河口地区的河道河床普遍下切,深槽加深。对比2005年与1999年的河道地形,西江干流平均下切2.0m,北江干流平均下切1.5m。珠江三角洲网河水道下切、河口与口外浅海区深槽加深[19],使盐水容易上溯,加重了咸潮影响。此外,河床采砂等人为活动也引起网河区主要控制节点的分流比发生明显改变,改变了入海口门及各汊道的径、潮对比,也是造成部分水道咸潮活动加剧的重要因素。从动力上分析,由于盐度水平变化产生的斜压压强梯度力与水深成正比,河槽浚深会引起梯度力增加,也是加大咸潮影响程度的另一个重要原因。
(3)海平面上升因素与风对咸潮的影响。珠江河口区底坡较平缓,海平面上升,咸潮入侵可能随之增强,影响城镇用水、农田灌溉及水产业用水等。风对咸潮活动也会产生较大的影响。不同的风向和风力直接影响咸潮的推进速度,若风向与海潮的方向一致可以加快其推进速度,扩大其影响范围[17]。
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