王宗旭, 喬 煜, 季小梅*, 張 蔚, 姚 鵬, 方擁軍, 程梁秋
(1.河海大學(xué)江蘇省海岸海洋資源開發(fā)與環(huán)境安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京 210098;2.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院,3.河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京 210098;4.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)安徽省電力設(shè)計(jì)院有限公司,合肥 230601;5.中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,貴陽(yáng) 550081)
珠江河口是中國(guó)七大江河流域河口之一,其水域面積達(dá)4 220 km2,大陸岸線長(zhǎng)450 km[1]。自20世紀(jì)70年代起,珠江河口區(qū)域圍填海[2]等人類活動(dòng)的開展使得岸線變化明顯超過(guò)其自然演變過(guò)程,這不僅改變了岸線的形態(tài),而且引起沿岸生態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)力環(huán)境的顯著變化[3]。根據(jù)美國(guó)Landsat Mss TM (maximum segment size)等遙感數(shù)據(jù)及圖片資料分析,1978—2003年,珠江河口灘涂圍墾的總面積約5.61×104hm2[4],平均圍墾強(qiáng)度達(dá)0.224×104hm2/a。其中,大規(guī)模的圍墾工程主要分布在蕉門、橫門、磨刀門、雞啼門西灘、崖門等處。
劇烈的圍墾活動(dòng)給河道泄洪、航運(yùn)及河口灘涂發(fā)育演變等帶來(lái)諸多問題,因此,越來(lái)越多的學(xué)者開始注重該領(lǐng)域。為了研究潮灘圍墾對(duì)東中國(guó)海地區(qū)和較遠(yuǎn)地區(qū)產(chǎn)生的影響,Song等[5]使用POM(parallel ocean model)計(jì)算發(fā)現(xiàn),由于江蘇省的潮灘圍墾工程,韓國(guó)西海岸的潮能輸運(yùn)得到增強(qiáng),可見潮灘的破壞會(huì)導(dǎo)致“遠(yuǎn)場(chǎng)”效應(yīng)。韓國(guó)學(xué)者Suh等[6]看到此結(jié)論后,聚焦韓國(guó)西海岸,發(fā)現(xiàn)由于填海工程的影響,仁川港區(qū)由落潮占優(yōu)變?yōu)闈q潮占優(yōu)且新萬(wàn)錦工程對(duì)山東半島產(chǎn)生“遠(yuǎn)場(chǎng)”效應(yīng),使其半日分潮M2振幅增大。Gao等[7]從潮灘圍墾順序入手,利用FVCOM(finite-volume community ocean model)模型模擬不同的圍墾順序,發(fā)現(xiàn)潮汐不對(duì)稱指標(biāo)γM2-M4對(duì)圍墾的位置十分敏感。李鵬輝等[8]建立FVCOM數(shù)值模型為甌江河口連島工程提供參考。吳堯等[9]建立二維模型研究大豐港圍墾工程對(duì)水動(dòng)力環(huán)境的影響,結(jié)果表明圍墾工程導(dǎo)致附近海域的水動(dòng)力強(qiáng)度減弱。Li等[10]利用FVCOM模型研究象山港區(qū)的潮灘減少對(duì)潮汐、潮流特性的影響,研究證明,潮灘變化對(duì)分潮的振幅、相位及潮汐不對(duì)稱性等均有影響。李莉等[11]基于FVCOM建立杭州灣三維數(shù)學(xué)模型,分析近四十年來(lái)杭州灣-長(zhǎng)江口岸線變化對(duì)附近海域的潮汐、潮能等潮汐特征的影響。針對(duì)珠江河口,Mao等[12]根據(jù)實(shí)測(cè)資料,描述了珠江河口的潮位和流速在洪枯季的變化。胡煌昊等[13]和張曉浩等[14]對(duì)珠江河口的岸線變化和圍填海工程動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析,方擁軍等[15]建立數(shù)學(xué)模型模擬龍穴南航道整治工程對(duì)潮流泥沙的影響。Zhang等[16]對(duì)幾十年來(lái)珠江河口的地貌和岸線變化做了定量闡明,指出伶仃洋具有“三灘兩槽”的地貌演變規(guī)律且土地圍墾對(duì)珠江三角洲的地形變化影響深遠(yuǎn)。但是珠江河口的岸線變化對(duì)河口及鄰近海域潮動(dòng)力的影響尚鮮見報(bào)道。
為研究并預(yù)測(cè)珠江河口的岸線變化對(duì)潮汐過(guò)程的影響,提取20世紀(jì)70年代、20世紀(jì)90年代、2010年和整治規(guī)劃階段治導(dǎo)線情況[17]四種岸線數(shù)據(jù)(圖1)。而相比于其他數(shù)學(xué)模型,由于最新D-Flow FM(Delft3D-flow flexible mesh)[18]可采用三角形與四邊形組成的混合網(wǎng)格,能夠更好地模擬岸線形態(tài),因此基于該模塊建立珠江河口高分辨率二維水動(dòng)力數(shù)值模型分析近幾十年來(lái)珠江河口岸線變化對(duì)潮流、潮能和潮汐不對(duì)稱等潮汐特征的影響,以期為該地區(qū)沿海岸線規(guī)劃使用提供參考。
圖1 珠江河口岸線變化及驗(yàn)潮站位置分布
D-Flow FM為Deltares公司最新推出的流體動(dòng)力學(xué)模擬程序[18]。該模塊是Deltares系統(tǒng)中的多個(gè)建模套件的一部分,能進(jìn)行沿海、河流和河口地區(qū)的一維、二維和三維計(jì)算并對(duì)水流、波浪、水質(zhì)和生態(tài)進(jìn)行模擬。其名稱中的靈活網(wǎng)格是指由三角形、四邊形或曲線擬合網(wǎng)格組成的直線或曲線網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格組成的靈活組合。模型采用有限體積方法,有效結(jié)合有限元方法處理復(fù)雜邊界的優(yōu)點(diǎn)和有限差分方法高計(jì)算效率的優(yōu)點(diǎn)。D-Flow FM采用判斷干濕網(wǎng)格的方法,適合模擬具有大面積灘涂的區(qū)域,能夠充分體現(xiàn)海水淹沒以及露出灘涂區(qū)域的過(guò)程。
D-Flow FM水動(dòng)力模型主要控制方程為
(1)
(2)
模型網(wǎng)格如圖2所示,大區(qū)域范圍為110.2°E~ 120.4°E,18.7°N~24.7°N,包括海南島和臺(tái)灣島之間的部分中國(guó)南海海域。大范圍水深提取為ETOPO1水深與2010年珠江河口實(shí)測(cè)水深的組合。4組實(shí)驗(yàn)網(wǎng)格均使用上述水深插值,其網(wǎng)格參數(shù)如表1所示。四組實(shí)驗(yàn)使用相同的邊界條件,其南、東、西邊界均為使用TPXO8模型[19]得到的潮位時(shí)間序列,上邊界分別為高要、石咀、石角、老鴉崗、博羅和新家埔的徑流。模型最小分辨率約為10 m,最大分辨率約為90 km,計(jì)算時(shí)間為2007年7月7日—9月1日,初始時(shí)間步長(zhǎng)為1 s,最大時(shí)間步長(zhǎng)為30 s。模型使用冷啟動(dòng),起始潮位為1.5 m,起始流速為0 m/s,溫度為15 ℃,不考慮鹽度。
圖2 模型網(wǎng)格
表1 4組實(shí)驗(yàn)網(wǎng)格的年份和網(wǎng)格數(shù)
模型驗(yàn)證采用2007年8月13、14、16、17日的實(shí)測(cè)潮位和流速數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔為1 h。
驗(yàn)潮站的具體位置分布如圖1所示。其中,赤灣、橫門、蕉門、大虎山、大萬(wàn)山、金星門、內(nèi)伶仃和萬(wàn)頃沙為潮位站,伶仃1、伶仃2、伶仃3、大濠島、礬石、拋泥地、銅鼓航道、珠海、外海1和外海2為潮流站。模型驗(yàn)證包括水位驗(yàn)證和流速驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果的量化評(píng)價(jià)根據(jù)模型精度檢測(cè)參數(shù)(skill score,SS)[20],計(jì)算公式如式(3)所示:
(3)
模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)水位數(shù)據(jù)的比較如圖3所示。由圖3可知,模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)水位數(shù)據(jù)整體趨勢(shì)較吻合。8個(gè)潮位站的評(píng)價(jià)系數(shù)中萬(wàn)頃沙的評(píng)價(jià)系數(shù)最小,為0.83;赤灣的評(píng)價(jià)系數(shù)最大,為0.95。8個(gè)潮位站的評(píng)價(jià)系數(shù)均大于0.80,潮位驗(yàn)證結(jié)果良好。
采用10個(gè)潮流站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證流速和流向。圖4為對(duì)比擬合結(jié)果,整體趨勢(shì)吻合。除伶仃1和伶仃3外,其余潮流站的流速、流向的評(píng)價(jià)系數(shù)均大于0.70,潮流驗(yàn)證結(jié)果良好。
3.1.1 潮位和潮流
珠江河口的漲落潮過(guò)程中潮位和垂向平均潮流分布如圖5所示。漲急時(shí)刻如圖5(a)所示,灣口潮位大、灣內(nèi)潮位小,灣頂水位為0.7~1 m,海水從外海流進(jìn)灣內(nèi),灣內(nèi)流速較大,為0.8~1.3 m/s。漲停時(shí)刻,灣口附近海水流向大海,灣頂潮位達(dá)到最大,最大潮位為1.5 m左右,流速為1 m/s,灣口流速較小,如圖5(b)所示。落急時(shí)刻如圖5(c)所示,灣內(nèi)水流整體流向外海,在灣口出現(xiàn)最小潮位,最小潮位為-1.5 m左右。落停時(shí)刻如圖5(d)所示,灣內(nèi)整體潮位較小,為-1.2 m左右,灣口附近流速小于0.3 m/s,灣內(nèi)流速為0.8 m/s左右。
圖3 測(cè)站模擬與實(shí)測(cè)水位對(duì)比
圖4 測(cè)站模擬與實(shí)測(cè)流速流向?qū)Ρ?/p>
RGB表示潮位;箭頭表示流速
3.1.2 M2和M4分潮
由于珠江河口是弱潮河口,以半日潮為主[21],而M4分潮為M2分潮在淺水效應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)倍潮[22],因此利用T-Tide調(diào)和分析方法[23]對(duì)珠江河口區(qū)域的計(jì)算潮位過(guò)程進(jìn)行調(diào)和分析,得到M2和M4分潮的空間分布特征并加以分析。珠江河口內(nèi)M2振幅在0.55 m左右。在黃茅海,M2振幅由灣口向上游納潮河道呈先減小后增大的變化趨勢(shì),這與吳創(chuàng)收等[24]結(jié)論基本一致。在伶仃洋,M2分潮振幅從灣口的0.49 m左右,逐漸增大到灣頂?shù)?.65 m左右,與Mao等[12]結(jié)論基本相同。M2分潮在伶仃洋的傳播速度比在黃茅海要快,如圖6(a)所示。而在雞啼門和磨刀門水域,M2振幅無(wú)顯著變化,基本保持在0.5 m左右。
在黃茅海,M4振幅由灣口至灣頂呈先增大后減小的趨勢(shì),在灣口約為0.04 m,逐漸增大到0.054 m后,在灣頂處降至0.048 m。在伶仃洋,M4振幅呈先減小后增大的趨勢(shì),在灣口約為0.04 m,逐漸減小至0.018 m后,在灣頂處增大至0.038 m。M4分潮在伶仃洋的傳播速度大于黃茅海,如圖6(b)所示。對(duì)于雞啼門和磨刀門水域,原三灶島、鶴州南片圍墾區(qū)、橫琴島附近地勢(shì)較淺,由于淺水效應(yīng),M4振幅最大可達(dá)0.06 m。
3.1.3 潮能通量
使用一個(gè)潮周期的單寬潮能通量來(lái)計(jì)算珠江河口的潮能分布,將北向和東向流速分開計(jì)算來(lái)確定潮能傳播方向,計(jì)算公式如式(4)所示[5]:
(4)
式(4)中:Ef為一個(gè)潮周期的單寬潮能通量;ζ為潮位;D為水深;v為流速;t為時(shí)間;T為潮周期。
圖6 2010年珠江河口M2、M4同潮圖、潮能通量和潮汐不對(duì)稱
在伶仃洋,中間的伶仃航道以及東側(cè)的銅鼓航道單寬潮能較大,如圖6(c)所示,尤其是銅鼓航道,其單寬潮能通量最大達(dá)1.15×105W/m。由于河口的輻聚作用,潮能在灣頂處增至最大,可達(dá)1.42×105W/m。在黃茅海和雞啼門,雖然潮能通量相對(duì)較小,仍呈現(xiàn)出主槽處較大,淺灘處較小,且隨著河口縮窄,在灣頂處增至最大的特點(diǎn)。而在磨刀門水域,由于上游來(lái)水在橫洲水道(磨刀門主水道)右偏,泥沙在西部淺灘落淤[25],導(dǎo)致潮能通量在東部深槽處較大,在西部淺灘處較小。潮能通量在珠江河口的分布,總體表現(xiàn)為伶仃洋所占比重最大,島嶼間大于開闊海域,且潮能通量的傳播方向與河口地形走向大體一致,與倪培桐等[26]結(jié)論相符合。
3.1.4 潮汐不對(duì)稱
潮汐不對(duì)稱性是海岸潮汐過(guò)程中最重要的性質(zhì)之一,會(huì)對(duì)潮汐河口和海灣中的物質(zhì)輸運(yùn)產(chǎn)生影響。由于珠江河口以半日潮為主,使用M2、M4的振幅比和相位差這一傳統(tǒng)方法[27]來(lái)研究該區(qū)域的潮汐不對(duì)稱特征。
Ar=αM4/αM2
(5)
Dr=2φM2-φM4
(6)
式中:αM2、αM4分別為M2、M4振幅;φM2、φM4分別為M2、M4的相位。Ar為振幅比,Ar>0.01表明潮波發(fā)生較為顯著的變形。Dr為相位差,Dr在0°~180°為漲潮占優(yōu),在180°~360°為落潮占優(yōu)。
珠江河口內(nèi)振幅比大于0.01,表明該地區(qū)的潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象較顯著。在大部分地區(qū),隨著潮波從外海向近岸傳播,振幅比呈增大的趨勢(shì),表明隨著水深變淺,潮汐不對(duì)稱性加劇。但是在雞啼門水域和伶仃洋中部地區(qū),由于地形原因,局部水深增加,導(dǎo)致振幅比減小。
在黃茅海,相位差小于180°,表明該區(qū)域漲潮歷時(shí)短于落潮歷時(shí),表現(xiàn)為漲潮占優(yōu)。雞啼門和磨刀門水域亦如此。而在伶仃洋,以淇澳島-內(nèi)伶仃島斷面為界,向?yàn)稠敺较颍辔徊钚∮?80°,表現(xiàn)為漲潮占優(yōu);反之,向?yàn)晨诜较颍辔徊畲笥?80°,表現(xiàn)為落潮占優(yōu),如圖6(d)所示??傮w來(lái)看,珠江河口表現(xiàn)為漲潮歷時(shí)短于落潮歷時(shí),呈漲潮占優(yōu)趨勢(shì),這與Zhang等[28]結(jié)論基本相符。
3.2.1 M2分潮對(duì)比
天葬師實(shí)在太蒼老了,那骷髏一般的身子,似乎隨時(shí)都會(huì)被山風(fēng)掀上天。他一步一步地走,顫顫巍巍地,寬大的黑色羽袍,像黑鷹迎風(fēng)鼓起的翅膀。
在黃茅海,20世紀(jì)70年代到2010年,潮灘減少,導(dǎo)致M2振幅增大,其增幅在0.016 m左右;治導(dǎo)線情況下,由于灣頂處河口斷面急劇縮窄,徑流作用距離增加,導(dǎo)致M2振幅的增幅降至0.01 m左右(圖7)。
在雞啼門水域,20世紀(jì)70年代—90年代,由于潮灘圍墾,口門處M2振幅略微增大[圖7(a)];20世紀(jì)90年代后,雖然潮灘減少,但由于岸線變化改變河口斷面形態(tài),徑流作用增大,潮汐作用減弱,導(dǎo)致M2振幅減小,如圖7(b)、圖7(c)所示。
在磨刀門水域,20世紀(jì)70年代—90年代,M2振幅增大,尤其是在鶴州南片圍墾區(qū)附近,M2振幅增加最大,為0.08 m;20世紀(jì)90年代到2010年,由于磨刀門附近岸線無(wú)明顯變化,M2振幅幾乎無(wú)變化;在治導(dǎo)線情況下,由于鶴州南片圍墾區(qū)附近進(jìn)一步圍墾,鶴州南部M2振幅增大,其增幅在0.025 m左右。
在伶仃洋,隨著岸線變化,M2振幅增大,且其增幅分布隨著灣口向?yàn)稠斣龃?;而在萬(wàn)頃沙附近,由于灘涂圍墾,自20世紀(jì)90年代起,由地形束窄導(dǎo)致峽道水深增大,形成峽道效應(yīng)[29],對(duì)M2分潮的傳播起阻礙作用,促進(jìn)了M2分潮向M4分潮的轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致M2分潮振幅減小,在治導(dǎo)線情況下,其減幅出現(xiàn)最大值,為0.091 m。
圖7 不同年代岸線之間M2振幅之差與相位對(duì)比
由于岸線變化對(duì)局部的河口形態(tài)、徑流作用等均有影響,導(dǎo)致局部地區(qū)的M2分潮振幅減小,但總體上,由于潮灘移除,珠江河口大部分地區(qū)的M2分潮振幅增大,M2分潮相位提前。
3.2.2 M4分潮對(duì)比
在黃茅海,20世紀(jì)70年代到2010年,由于潮灘減少使得底摩阻減小,M4振幅增大,其增幅最大,達(dá)0.008 m[圖8(a)、圖8(b)];而在治導(dǎo)線情況下,灣頂處河口斷面縮窄導(dǎo)致徑流作用增大,且水深增大,導(dǎo)致淺水效應(yīng)減弱,M4振幅減小,降幅最大,可達(dá)0.007 5 m[圖8(c)]。
在雞啼門水域,20世紀(jì)70年代—90年代,由于潮灘圍墾,使得口門處M4振幅增大;在90 s以后,由于口門處控制工程的實(shí)施[30],水流條件改變,徑流作用增大,使得潮汐作用減弱,M4振幅減小。
在伶仃洋,萬(wàn)頃沙附近的圍墾工程致使河道束窄,水深增大,形成“峽道效應(yīng)”,使得該區(qū)域的M4分潮雖然在非線性作用下得到發(fā)展,但由于峽道對(duì)潮汐的阻礙作用,其振幅的增幅較其他地區(qū)要小。在開闊水域,由于圍墾區(qū)附近的非線性效應(yīng)增強(qiáng)[29],M4振幅的增幅逐漸變大,而在離圍墾區(qū)較遠(yuǎn)處,M4振幅呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì),且值得注意的是,這一區(qū)域的位置隨著岸線的推進(jìn)而后移且區(qū)域面積也逐漸增大,這種現(xiàn)象可能與不同年代下伶仃洋的圍墾規(guī)模有關(guān)。
圖8 不同年代岸線之間M4振幅之差與相位對(duì)比
總體來(lái)看,隨著岸線變化,在珠江河口的大部分地區(qū),因?yàn)镸4是M2分潮在淺水效應(yīng)中產(chǎn)生的倍潮,M4振幅增加與M2振幅增加正相關(guān),而由于M4分潮的頻率更高,對(duì)地形變化更敏感,因此,在局部區(qū)域,M4的振幅呈現(xiàn)出與M2不同的變化。在珠江河口,隨著岸線推進(jìn),M4相位在灣口處滯后,在灣頂處提前。
3.2.3 潮能通量對(duì)比
潮灘具有儲(chǔ)存能量、耗散能量和促進(jìn)淺水分潮三種作用,其中潮灘對(duì)能量的耗散作用十分微弱,其儲(chǔ)能作用更顯著[5],隨著岸線變化,潮灘被圍墾后,其儲(chǔ)能作用消失,所儲(chǔ)存的潮能被釋放并分布到其他水域。如圖9所示,由于潮能通量受水深和流速影響,因此,潮能通量在深槽處較大,在淺灘處較小。綜上,由于潮灘圍墾,珠江河口的潮能通量減小,而且,在深槽處下降的幅度大,在淺灘處下降的幅度小。而在河口的灣頂處,由于河口斷面縮窄,灣頂處潮能輻聚作用增大,導(dǎo)致了局部潮能通量增大。
圖9 不同年代岸線之間潮能通量對(duì)比
圖10 不同年代岸線之間振幅比之差與相位差對(duì)比
3.2.4 潮汐不對(duì)稱Ar、Dr對(duì)比
在黃茅海,隨著岸線變化,大部分地區(qū)的振幅比增大,潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象加??;而在治導(dǎo)線情況下,由于灣頂處M4振幅有明顯的減小,導(dǎo)致該區(qū)域的振幅比減小,如圖10(c)所示。在雞啼門水域,20世紀(jì)70年代—90年代,振幅比增大,潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象加劇,如圖10(a)所示;20世紀(jì)90年代以后,隨著口門處徑流作用的增大,雞啼門的振幅比減小,潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象減弱。在磨刀門水域,橫州水道處振幅比的變化與雞啼門相同,在鶴州南部,振幅比始終保持增大的趨勢(shì)。在伶仃洋,振幅比的變化規(guī)律與M4振幅的變化規(guī)律相近,隨著岸線推進(jìn),潮灘被移除,伶仃洋潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象加劇。
在黃茅海和伶仃洋,相位差的變化均呈現(xiàn)出漲潮占優(yōu)增強(qiáng)的趨勢(shì),值得注意的是,在淇澳島與內(nèi)伶仃島附近的水域,隨著岸線變化,由落潮占優(yōu)變?yōu)闈q潮占優(yōu)。在雞啼門和磨刀門水域,20世紀(jì)70年代—90年代,漲潮占優(yōu)增強(qiáng);20世紀(jì)90年代以后,由于口門處徑流作用增大,潮汐作用減弱,漲潮占優(yōu)減弱。
總體來(lái)看,岸線推進(jìn)會(huì)導(dǎo)致珠江河口的潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象加劇,且漲潮占優(yōu)趨勢(shì)也得到增強(qiáng);但在局部地區(qū),由于河口斷面形態(tài)變化顯著,徑流作用改變,導(dǎo)致其潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象減弱,漲潮占優(yōu)減弱。
為更精確地模擬岸線變化對(duì)潮汐特征的影響,引入最新推出的D-Flow FM建立珠江河口高分辨率二維水動(dòng)力數(shù)值模型,并應(yīng)用混合網(wǎng)格以達(dá)到精確模擬岸線形態(tài)的效果。利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模擬的水位、流速和流向進(jìn)行驗(yàn)證,模型驗(yàn)證結(jié)果表明,D-Flow FM的模擬精度可以滿足研究需要。得到以下結(jié)論。
(1)利用D-Flow FM模型對(duì)珠江河口在20世紀(jì)70年代、20世紀(jì)90年代、2010年和治導(dǎo)線四種岸線形態(tài)下的水位和流速進(jìn)行計(jì)算。研究表明,岸線變化對(duì)分潮的振幅相位、潮能和潮汐不對(duì)稱性等潮汐特征均產(chǎn)生顯著影響。
(2)隨著潮灘圍墾,岸線推進(jìn),珠江河口大部分地區(qū)的M2振幅增大,相位提前;在局部地區(qū),岸線變化改變徑流作用、引起峽道效應(yīng)等,導(dǎo)致M2振幅減小。由于M4是M2在淺水效應(yīng)中產(chǎn)生的第一個(gè)倍潮,在珠江河口的大部分地區(qū),M4振幅與M2振幅變化呈正相關(guān),而由于M4分潮的頻率更高,對(duì)地形變化更敏感,因此,在局部區(qū)域,M4振幅呈現(xiàn)出與M2不同的變化。在珠江河口,隨著岸線變化,M4相位在灣口處滯后,在灣頂處提前。
(3)由于潮灘圍墾,潮灘的儲(chǔ)能作用被破壞,珠江河口的潮能通量減小并通過(guò)鄰近水道耗散到其他水域,且由于潮能通量受水深和流速的影響,在深槽處降幅大,在淺灘處降幅小。在灣頂處,由于河口斷面縮窄,潮能輻聚作用增大,導(dǎo)致局部潮能通量增大。
(4)隨著岸線變化,珠江河口的潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象加劇,由于振幅比的分布規(guī)律受M4分潮影響,因此,在局部地區(qū),其變化規(guī)律與M4振幅的規(guī)律相似。潮灘圍墾導(dǎo)致黃茅海和伶仃洋的漲潮占優(yōu)趨勢(shì)增強(qiáng),而在雞啼門和磨刀門,由于20世紀(jì)90年代以后,徑流作用增強(qiáng),導(dǎo)致漲潮占優(yōu)趨勢(shì)減弱。
(5)如果珠江河口岸線繼續(xù)向海推進(jìn),在黃茅海和伶仃洋等區(qū)域,潮汐不對(duì)稱現(xiàn)象將會(huì)加劇,漲潮占優(yōu)趨勢(shì)將更加明顯,這將會(huì)導(dǎo)致泥沙的向岸凈輸移,從而造成河口和港口的淤積問題。而且由于岸線推進(jìn),隨著潮灘被移除,河口的潮汐振幅可能會(huì)上升,這可能會(huì)加劇風(fēng)暴潮等沿海災(zāi)害,帶來(lái)安全隱患。因此,在規(guī)劃河口海岸地區(qū)工程時(shí),必須謹(jǐn)慎考慮其可能會(huì)給岸線和鄰近水域水動(dòng)力環(huán)境帶來(lái)的影響。