2010-2020年伶仃洋表层沉积物重金属含量及潜在生态风险变化

珠江口是中国重金属污染最严重的河口之一,为了解该河口区近十余年来的重金属污染变化状况,分别于2010和2020年在污染物最易聚集的伶仃洋海域开展了表层沉积物调查取样工作,并使用ICP-MS方法测试了所有样本的V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb等重金属含量。结果显示,2020年所取沉积物中Cd、Cr、Cu、Zn和Pb的平均含量都比2010年样本的含量显著降低,V和Ni的变化甚微,Co的含量则明显上升。富集系数法和潜在生态危害指数法的评价结果也反映出2020年沉积物中Cd、Cu、Pb、Zn以及Cr的富集程度及潜在生态危害总体上较10年前都有不同程度的缓解,但仍有超过50%的样本中Cd呈现中度—显著富集。V和Ni在2个时期的沉积物中均为轻微富集或基本无富集,但2020年属轻微富集的比例相比2010年有所增加。Co的富集程度及潜在生态危害较2010年加剧,但尚属轻微级。空间上看,伶仃洋4大口门水道,尤其是洪奇沥和蕉门水道,仍为珠江口重金属污染的重灾区,其中,Cd依然是富集程度最高、受人为影响最大且潜在生态风险最强的重金属,其次是Cu和Pb。

洪枯季内伶仃洋河口湾径潮动力作用规律解析及冲淤响应

基于内伶仃洋水域4座浮标站洪、枯季半月时长实测水文气象数据,应用主潮通量断面算法和二元线性回归法探讨了内伶仃洋河口湾潮汐动力、径流动力及其他动力对潮周期平均流速的作用规律。研究显示,内伶仃洋水域半月洪、枯季水深平均流速在25~45 cm/s之间,除西滩水域水深平均流速洪季显著大于枯季,其他水域洪、枯季相差不大。潮汐动力作用系数a始终为正显示其是伶仃洋河口湾潮流往复运动的主要驱动力;径流动力作用系数b在洪季涨潮阶段为负、落潮阶段为正显示洪季东四口门进入伶仃洋河口湾的洪水具有较大初始动量,枯季涨潮和落潮阶段b均为负值,显示枯季径流动力弱并以随潮运动为主;其他动力因子作用系数c在洪、枯季的差异主要与季风和咸潮入侵引起的密度斜压梯度力等有关,与径流动力作用系数b存在较好的线性负相关,且洪季较枯季更明显。应用伶仃洋河口湾泥沙启动流速,结合二元线性回归法得到的潮周期平均流速拟合公式,提出了临界径流量的概念,揭示了当前伶仃洋水域存在的“滩冲槽淤”现象;枯季,伶仃洋水域整体处于淤积状态,涨潮阶段更显著。

强人类活动下伶仃洋河口湾沉积地貌格局演化规律

基于伶仃洋河口湾1965—2016年不同年代水深数据,结合不同年代沉积物数据,分析了伶仃洋沉积地貌格局的演化规律,讨论了人类活动对伶仃洋沉积地貌格局的影响作用。结果表明:(1)过去40年,伶仃洋地形边界主要受围垦影响而大幅度变窄,河口湾滩槽格局整体受到挤压并向东偏移;在航道开挖、浚深以及河口采砂等人类活动的叠加影响下,水域面积减小、水体容积增加,地貌形态向窄深化发展;(2)从不同年代表层沉积物空间分布来看,1975年和2003—2004年沉积物由北往南呈粗-细-粗的分布规律,粒度参数整体呈条带状分布。2016年沉积物在南北方向上的分布规律不显著,细颗粒沉积物主要沿西滩、东滩分布,粗颗粒的陆源沉积物主要以斑块状分布于中滩、东槽的采砂坑以及外伶仃洋的深槽末段;粒度参数的空间分布由条带状转变为斑块状,整体沉积环境由单一向复杂转变。(3)新格局下河口湾存在3个沉积中心,即中滩北部的内伶仃洋沉积中心,外伶仃洋西侧、淇澳岛以南的西滩沉积中心以及伶仃航道末段的外伶仃洋沉积中心;它们与各区域的冲淤格局相对应。由此可见,过去40年,人类活动显著地影响了珠江伶仃洋河口湾的沉积地貌格局,本研究有助于揭示伶仃洋河口湾地貌演变趋势,对珠江河口综合治理、水资源高效利用管理与开发具有重要的实践意义。

1988-2021年珠江口内伶仃洋滩涂结构遥感监测研究

【目的】为揭示沿海城市周期性潮位影响下滩涂范围与地貌结构,【方法】基于GEE平台搜集Landsat影像数据,通过潮位影像融合算法构建珠江口内伶仃洋1988—2021年逐3 a海岸带滩涂结构数据集,辨析滩涂结构时空演变过程及其与海岸带工程的关系。【结果】结果显示,截至2021年,内伶仃洋(含深圳湾北部)共有滩涂33.7 km^(2),主要分布于深圳湾北部、龙穴岛、蕉门至横门海岸带,深圳段占比42%,中山段占比25%,广州段和东莞段面积狭小。内伶仃洋滩涂整体呈现出波动下降趋势,且出现频率逐渐降低,12期滩涂总面积累计减少65.39 km^(2),潮上带从15.67 km^(2)减少至4.25 km^(2),潮间带37.32 km^(2)减少至5.44 km^(2),潮下带则46.14 km^(2)减少至24.04 km^(2),整体上滩涂潮间带和潮上带缩减面积最大。【结论】长序列影像序列可有效识别潮上带和潮间带的动态转化,填海造陆工程扩张导致整体滩涂的永久性占用,而生态修复工程则有效维持了部分滩涂的面积和分布范围。

“伶仃洋上现通途”,中山迎来发展新机遇

2024年6月30日,备受瞩目的深中通道正式进入通车试运营阶段。这项集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级跨海集群工程,历经14年的精心筹备与建设,终于将深圳到中山的车程从原来的2小时缩短至30分钟,深圳与中山正式迈入“半小时生活圈”。

珠江口内伶仃洋海域沉积物重金属污染风险及来源分析

珠江口内伶仃洋海域受周边工农等废水影响,重金属污染较为严重,为了解该区域近期积物污染状况,采集该区域 17 个点位表层 0-2cm 沉积物,对 Cu、Zn、Cd 和 Pb 四种重金属进行检测,利用地累积指数法、潜在生态风险分析法和主成分分析法对内伶仃洋海域表层沉积物重金属污染生态风险及其来源进行分析。结果显示四种重金属地累积指数污染级数平均值由高到低为:Cd(4 级)>Cu(1 级)=Zn(1级)>Pb(0 级)。单一潜在生态风险级数由高到低为:Cd(5 级)>Cu(1 级)=Zn(1 级)=Pb(1 级),全部样点综合生态风险只有一个样点属于 3 级(较高)生态风险,其余 16 个样点均为 4 级(高)生态风险,其中 Cd 对综合潜在生态风险的贡献率最大。主成分分析结果显示四种重金属污染源具有相似性,以人为污染源为主。本文结果可为珠江口内伶仃洋海域污染的连续性研究提供数据支撑,同时为该区域的污染治理提供理论依据。

中山飞跃伶仃洋

2024年6月30日,历时7年时间建设,深中通道终于揭开神秘面纱,正式通车试运营。当天,伶仃洋之上,一条巨龙穿云破海,婉蜓盘旋,桥上车流如织,短短一个小时内,就有超7000车次通过。700多年前,南宋爱国诗人文天祥留下“惶恐滩头说惶恐,零丁洋里叹零丁”的干古绝唱。如今,当我们再次望向这片浩瀚的海域,“零丁”不再,仅有一桥飞架东西,天堑变通途。而这一天,大湾区的“驴友”与“吃货”们等了太久,渴望“东进”的中山人,更是望眼欲穿。

深中沉管隧道 穿越伶仃洋

深中通道位于珠江中游核心区域,沉管隧道段长5035米,具有大回淤、高水压、地质条件复杂、超长超宽等特点,管节结构选型与纵向结构体系成为隧道建设的关键技术问题。国家发展和改革委员会以(发改基础〔2015〕3007号)文批复同意建设深中通道,要求切实做好水下变截面大跨度隧道关键技术研究。

珠江口伶仃洋风暴潮传播特性及影响因素数值模拟研究——以台风“山竹”为例

基于FVCOM海洋模式对珠江口伶仃洋内及周边海域的风暴潮增水传播过程进行研究。首先,建立珠江口风暴潮模型,采用超强台风“山竹”作为典型案例进行风暴潮过程模拟,并对模型的计算结果进行验证,发现模拟结果和测站潮位结果比较吻合;然后,对伶仃洋在“山竹”登陆前后的风暴潮增水过程的时空分布及变化特征进行分析。从伶仃洋湾口到湾顶选取12个点进行时间序列分析,发现除了因距离外海远近不同导致的相位差异外,基本特征相似,符合国际上类似海湾内的风暴潮增水波动特征,可分为初振段、主振段和余振段。为了进一步研究台风参数差异对伶仃洋风暴潮增水的影响,本文基于“山竹”超强台风的特征参数,设计了一系列变化条件下的数值试验,结果发现:(1)台风的登陆时间会影响到风暴潮增水和天文潮之间的相位关系,进而影响到增水的大小。如果风暴潮增水极值正好在天文潮高潮位,风暴潮增水就会削弱,而风暴潮增水正好在天文潮低潮位,风暴潮增水就会增强。(2)台风中心压差决定了台风风力的大小,从而影响风暴潮增水。但是在同一海湾内的影响在空间上并不相同,在较浅区域影响大而较深区域影响小。(3)台风路径会对风暴潮增水产生较大影响。基于“山竹”的路径,往西平移会导致湾内增水上升段前移,而往东平移则会引起湾内增水下降的延迟。在同样的登陆点,台风行进路线和海岸线之间的夹角较小时会增强伶仃洋内的风暴潮增水。

珠江口伶仃洋水体及表层沉积物砷污染时空变化

为了解珠江口伶仃洋砷污染状况,分别于2010年12月和2020年12月在该海域布点取样,样点布设位置和数量基本一致.2010年仅采集了表层沉积物样品,2020年采集了表层沉积物和水体样品,分别使用原子荧光法和ICP-MS法测试了水体和沉积物砷含量.结果显示,2020年时伶仃洋水体中溶解态的砷含量在2μg·L^(−1)左右,空间差异性小,与1976年以来的其他调查结果相近,指示该海域的水体砷含量在近40余年间未发生明显变化.2020年时表层沉积物砷平均含量为52.98 mg·kg^(−1),较2010年时(平均25.40 mg·kg^(−1))增加了1倍;空间分布上,由2010年时总体上从口门水道向外海方向递减的特征变为了2020年时的由近岸向远岸方向递增的特点.综合分析认为,近10年间,除来自陆域的砷输入总量依然较大之外,持续加剧的海上人类活动可能向水中排放了更多的含砷污染物,加上人类活动的强烈扰动及水环境变化(如持续富营养化)导致的底泥中的砷释放和再沉淀作用等,共同导致了砷在沉积物表层的进一步富集和在空间上的重新分配.总之,珠江口伶仃洋区域砷污染的潜在风险依然较为严峻,后期仍需加强监测和修复等相关工作.

人类活动对珠江伶仃洋余环流结构的影响研究:以洪季小潮为例

近20 a来,受高强度人类活动影响,珠江伶仃洋滩槽已发生远超自然过程的异变,其河口动力结构必然发生响应,影响物质输运过程。本研究利用三维水动力数值模型,探讨了伶仃洋河口小潮期余环流结构的变化特征及原因。结果表明:近20 a来伶仃洋底层余流强度提高,沿深槽上溯时向中滩偏转,易引起泥沙汇聚于此。中滩存在表层向西,底层向东的横向余环流结构,主要由非线性对流项和科氏力项驱动。中滩大规模采砂后引起对流项变化,造成余环流结构东移,表、底层余流增强,可加快表底层物质交换。西槽内存在表层向海、底层向陆的纵向余环流结构,主要由正压和斜压梯度力驱动。受浚深影响,向陆斜压梯度力和非线性对流项均增强,引起表层余流减小22%,而底层增大24%,这将削弱小潮期西槽内水体交换能力,即减慢物质输出,易造成西槽淤积、水环境恶化等影响。研究成果对研究人类活动干扰下的河口余环流结构及物质输运响应具有一定借鉴意义。

内伶仃洋水域洪枯季余流及净潮通量时空变化特征

基于内伶仃洋水域4座观测站洪、枯季半月的连续观测资料,分析了该水域余流和净通量时空变化特征,探讨主要动力因子的作用规律。研究显示,内伶仃洋水域半月水深平均余流流速洪季不超过10 cm/s,枯季不超过5 cm/s,洪、枯季总体指向外海侧方向。湾顶水域水沙通量洪、枯季均呈自西向东净输运,且与径流动力呈强正相关。主槽水域接纳东、西两侧浅滩水沙后始终朝西南外海输送。西滩水域洪季水沙朝外海方向净输出,枯季变为朝西北侧上游方向净输送,洪、枯季均与径流动力呈强正相关;淇澳岛北侧西滩水域洪、枯季水沙通量均处于净输入状态,导致该水域不断淤浅。采用多元线性回归法对主槽水域表层余流与主要动力因子进行拟合分析,显示潮汐动力始终驱使表层水沙朝上游方向净输运,径流动力作用方向洪季指向外海、枯季指向上游,海面风则驱使表层水沙与自身方向保持一致;拟合公式中的常数反应了地转科氏力等综合作用下的内伶仃洋水域表层水沙西南向输运规律,且枯季较洪季更为明显。

基于浮标站观测的伶仃洋河口湾极端风暴潮动力响应过程——以1822号台风“山竹”为例

基于台风“山竹”期间伶仃洋水域6座浮标站数据,采用主潮通量算法分析了该水域的动力特征,揭示了台风影响期间伶仃洋河口湾的动力响应过程。结果表明:台风登陆前1 d,伶仃洋整体水域气象环境开始受到明显影响,当日以北风为主且风速较小;台风登陆期间最大风速约30 m/s,为东北偏东风;登陆后,风速开始逐渐减小,以东南风为主。台风登陆期间,伶仃洋水域涨、落潮流速显著增大,潮位出现近9 h的持续上涨,湾顶最高潮位出现时间比湾口晚约2 h。台风登陆前和登陆期间,西滩中部水域形成一落潮通道,东四口门潮流以上溯为主,遭遇上游下泄洪水,导致网河区潮位持续上涨,水位平均抬升达约54 cm;登陆后,洪水动力持续增强和风速减弱,伶仃洋水域落潮历时显著延长。内伶仃洋流速剪切梯度峰值出现在落潮至落憩时段的近底层2 m水深范围内,台风登陆期间该范围明显向河床收缩;湾口剪切梯度峰值出现在落憩和初涨阶段的表层水域,受控于表层海面风速和风向变化,底层剪切梯度始终很小。

超大跨径悬索桥猫道设计及施工关键技术——以深中通道伶仃洋大桥为例

深中通道伶仃洋大桥为三跨吊全漂浮体系悬索桥,桥位位于出海口海中间,风场大,海况环境复杂,台风及恶劣天气频发,给悬索桥上部构造施工带来了极大挑战。猫道作为悬索桥上部构造施工生命线,其结构安全性和线形适应性等会对悬索桥上部构造施工安全和质量产生重要影响。文章以深中通道伶仃洋大桥为例,对其海上超长猫道结构的设计和计算进行分析,介绍了猫道施工中的单线系统和猫道架设施工步骤和要点,以期为类似工程提供借鉴和指导。

洪季伶仃洋水域径潮动力作用机制及演变探讨

为揭示洪季伶仃洋水域径潮动力作用规律,基于历年定点观测数据,采用主潮通量算法和线性回归法定量剥离了主动力因子对流速的贡献。结果显示,该水域潮周期平均流速与潮差、径流量及其他动力因子相关性很好。潮周期平均流速始终与潮汐动力正相关,但其贡献近年有明显减弱。径流作用以往以随潮运动为主,削弱了潮流流速;近年其贡献变为涨潮期为负、落潮期为正。其他动力因子主要是垂向盐度斜压梯度力及季风等,在主槽水域其贡献涨潮期为正、落潮期为负,变化不大;但西滩水域“潮汐捕集”和储能机制对潮流流速影响作用被削弱。因此,伶仃洋河口湾较以往呈更多河道型水流动力特征,与近年伶仃洋水域围垦及水深增大等朝窄深形态发展密切相关。

龙子轩:伶仃洋上的守护者

深中通道项目是世界级的“桥、岛、隧、地下互通”超级跨海集群工程,如长虹卧波般横跨伶仃洋两岸。2023年是深中通道开建的第七年,有这样一位“守护者”连续7年坚守岗位,默默守护着深中通道施工水域的安全,他就是广州沙角海事处舢板洲海事执法大队队长龙子轩。

赤心倾洒伶仃洋 迎风飘扬海事蓝——深圳海事局保障深中通道建设六周年暨“深中卫士”先锋队组建四周年工作纪实

2023年6月11日,历经70个小时的出坞、浮运、系泊和安装,深中通道海底隧道最后一节沉管顺利安装,深中通道海底隧道全线合龙,至此,深圳海事局保障深中通道海底隧道全部32节沉管浮运安装工作圆满收官,实现了“三零一降”总目标,确保了世界最长最宽钢壳混凝土沉管隧道施工的安全完工。

800万尾水生生物“安家”伶仃洋

7月3日,风雨交加,广州南沙区天后路沙滩一片热闹,近两百人在岸边为活动做准备,离岸不远,一艘渔政渔船在护航。本次广州LNG应急调峰气源站配套码头工程生态补偿增殖放流是广州市历史上规模最大的一次增殖放流活动,共计825.8万尾水生生物被投放至伶仃洋,助力生态恢复。

长桥牵手跨伶仃——深中通道伶仃洋大桥建设纪实

浩瀚辽阔的伶仃洋之上,桥塔矗立、桥面蜿蜒入海,深中通道如长虹卧波串联起珠江两岸,即将成为支撑粤港澳大湾区发展的“交通脊梁”。4月28日9时37分,广东省交通集团有限公司在建的国家重大工程深中通道伶仃洋大桥合龙,标志着项目桥梁工程实现全线合龙,距离项目建成通车更进一步。

珠江网河水沙分配变化及其对伶仃洋水沙场的影响

采用二维ECOMSED模型对径流来水来沙变化前后的1978年和1999年伶仃洋洪水期水动力场和悬沙场进行模拟，结果表明：伶仃洋水动力场整体增强，但不同地貌单元水动力变化具有明显差异。分流比变化后洪水期伶仃洋西槽、东槽和中滩水动力增强，涨潮和落潮流速普遍增大0．1m／s；西部各口门区和西滩涨潮流势减弱，径流优势更加明显，但西滩三个口门水道及滩面潮沟落潮流速增大约0．1m／s；东滩水动力特征变化不大。悬沙浓度亦整体升高，平均增加了0．02～0．05kg／m^3，悬沙高值区范围扩大，0．10kg／m^3等值线由西槽西侧明显向东推进到沿东槽南北向分布，径流来沙的影响范围东扩。