西北江三角洲河网浮游植物叶绿素a粒径特征研究

为探索浮游植物叶绿素a粒径的时空变化及其影响因素,调查研究了西北江三角洲河网水域2021年枯水期(2月份和12月份)和丰水期(5月份和8月份)的水环境和浮游植物叶绿素a粒径特征。结果显示,叶绿素a总浓度呈现明显的季节差异,最高值出现在8月份,最低值出现在5月,分析原因主要与径流量的大小、水体pH和氧化还原电位的变化有关。叶绿素a总浓度的空间特征显示,广州周边站位的叶绿素a浓度明显偏高,主要与营养盐的空间分布格局和水体的交换能力有关。粒径特征的结果显示,小型和微型浮游植物是珠三角河网水体叶绿素a的主要贡献者,呈现交替优势。季节特征显示,2-5月份微型叶绿素a占主导地位,8月份和12月份小型叶绿素a占主导地位,分析原因主要与径流量的大小、水体pH和光照有关。空间特征显示,小型叶绿素a在8月份和12月份占比的最高值往往出现在河网中部的站位,微型叶绿素a占比的最高值往往出现在远离广州市的站位点,分析原因主要与溶解氧和硝酸盐含量有关。冗余分析结果表明pH、DO、水下光度、TP和硝酸盐含量是影响浮游植物粒径分布的主要影响因子。综上,物理因子包括径流量的大小和水体pH的变化影响叶绿素a粒径特征的季节变动,而化学因素如营养盐含量影响叶绿素a粒径特征的空间分布。

珠江三角洲河网区极端水位事件风险传递规律

为研究珠江三角洲河网区极端水位事件的风险传递规律,基于13个水位站点1957—2016年的月水位资料,利用pair-copula结构构建珠三角河网区水位的风险传递模型,分析不同情景下极端水位在空间上的风险传递机制及其时间变化规律。结果表明:在低降水量条件下,珠三角河网区低水位风险顺向(上游至下游)和逆向(下游至上游)传递的概率均显著增大;高降水量条件下夏季丰水期的高水位顺向传递风险更高,低降水量条件下冬季枯水期的低水位顺向和逆向传递风险均较高;受人类活动影响,在高降水量条件下,1987—2016年夏季丰水期的高水位顺向传递风险比1957—1986年显著增强;在低降水量条件下,1987—2016年冬季枯水期低水位的顺向和逆向传递风险比1957—1986年显著增强。

基于pair-copula结构的珠江三角洲河网区水位空间依赖性分析

基于1957—2016年珠江三角洲河网区15个水文站月平均水位资料,利用pair-copula结构构建水位空间依赖性模型生成样本数据,并采用F-madogram方法定量评估不同时期、不同时间尺度和不同距离范围内珠江三角洲河网区的水位空间依赖性。结果表明:珠江三角洲河网横向发育区域比东南45°方向发育区域水位空间依赖性弱;夏季丰水期水位空间依赖性比冬季枯水期水位空间依赖性显著增强,且季节尺度下水位空间依赖性比全年尺度下水位空间依赖性弱;受人类活动影响,在远距离情况下夏季丰水期1987—2016年的水位空间依赖性比1957—1986年显著增强;在较小距离范围内年极小月水位1987—2016年的空间依赖性比1957—1986年显著减弱,在远距离情况下年极大月水位1987—2016年的空间依赖性比1957—1986年显著增强。

珠江三角洲河网流量的时空变化及影响因素

珠江三角洲河网形势复杂,水沙分配变化多样。本文研究珠江三角洲河网间隔近20年(1999—2017)的16站位的同步洪枯季径流分配格局变化和原因,为防洪减灾、航道输运等河口工程和管理提供重要参考。采用洪季(1999年7月、2017年7月)与枯季(2001年2月、2016年12月)珠江河网16个重点测站同步径流量观测数据进行流量分配变化研究。结果显示:洪季河网上游流量约为30 000 m^(3)/s,是20年前的0.92倍,主要受降雨量减少的影响;枯季珠江河网上游流量为7 500 m^(3)/s,是20年前的2.3倍,主要是由于上游水库建设,对洪枯季入网流量进行调节的结果。1999—2017年马口站分流比变化不显著,但呈现增长趋势(洪、枯季分别增长2%、7%),主要由于1999年后西江河道下切更为严重造成,但仍小于20世纪90年代以前。20年来洪、枯季流量最大的三个入海通道一直为磨刀门、虎门和洪奇沥。对于整个河网来说,马口、三水以及其他各分汊节点分流比虽有所改变,但相对稳定,入海通道也保持不变,说明珠江三角洲近20年来保持径流分配以及入海通道流量的相对稳定性。

珠江三角洲河网思贤滘、天河节点分流比规律探讨

思贤滘是西、北江三角洲河网顶点分流节点,其分流比对河网基本格局至关重要,天河节点控制着西江主干的基本规模,深入探讨两个节点分流比规律性非常必要。以高要、石角来流为上游控制流量,利用大范围河网数值模型,模拟计算节点洪水分流比变化与上游来流的相关性。经分析得到:恒定流条件下,思贤滘节点左右汊道分流比与上游西、北江组合洪峰流量有着较好的相关性,但当节点分流比受下游潮流影响会变得复杂与不确定;思贤滘节点分流比取决于西、北江洪水组合规模与相对强弱,存在临界分流特征数;下游口门潮位起伏变动对节点分流具有较强的牵引调节作用,会明显增大过滘流量。天河节点分流比较为稳定,受上游洪水组合规模及下游口门潮位变动影响规律不明显。

2021年冬季珠江三角洲河网浮游动植物的分布和咸潮入侵的影响

于2021年1月下旬,在珠江三角洲河网,开展了浮游植物和浮游动物实地调查,研究了浮游植物和浮游动物的分布特征,分析了咸潮入侵的影响。研究结果表明,珠江三角洲河网水体中分布着72种浮游植物和21种浮游动物,硅藻和蓝藻为浮游植物的主要类群,轮虫类为浮游动物的主要类群;由海洋向陆地方向,珠江三角洲河网水体的盐度在不断减小,水体中的营养盐含量在逐渐增大,从崖门水道到虎门水道,浮游植物群落和浮游动物群落的丰度、生物量都逐渐增大;咸潮入侵是浮游植物群落生物量、Shannon-Wiener多样性指数和物种丰富度的主要影响因素。

珠江三角洲典型河网区水资源调度策略与技术研究

珠江三角洲河网区河涌密布、闸泵众多,水动力条件复杂;受排污和咸潮影响,珠江三角洲局部地区水环境和供水安全问题突出。珠江三角洲河网区开展了一系列水资源调度实践,实践证明,利用闸泵-河库联合调度改善水环境和保障供水安全是一项行之有效的重要措施。分析了珠江三角洲河网区的水资源问题,将珠江三角洲河网区分为受排污影响和受咸潮影响两类典型河网区,针对典型河网区水资源调度需求,分别提出了改善水环境和保障供水安全的调度策略,探讨了典型河网区水资源调度模型技术,选择中珠联围进行了实证分析。结果表明,采用推荐调度方案可缩短中珠联围枯水期水体置换时间,有效地提高抢淡效率,提高供水保障程度。

基于一维盐度模型的珠江河网咸潮上溯距离分析

建立珠江三角洲河网整体一维水动力、盐度数值计算模型,此模型涵盖了整个珠江三角洲河网区,验证结果良好。在此模型基础上,对2001年枯季和2005年枯季珠江三角洲咸潮上溯情况进行模拟计算,模拟结果表明,0.5‰盐度线在整个河网区域呈现出向右倾斜的"S"形,2005年枯季咸潮平均上溯距离达到了32.4 km,这几乎是2001年枯季的2倍。进一步利用模型模拟4种不同来水情况下的咸潮上溯距离的变化情况,对4种来水流量下的咸潮上溯距离进行分析,发现当上游来水平均流量减少将近0.5倍时,下游8大口门处咸潮上溯平均距离将增加1倍左右。

模拟珠江河网的污染物通量及外源输入对入河口通量的贡献

基于一维河网与三维河口耦合水质模型,模拟计算了2000年珠江上游输入河网以及河网输入河口的碳质生化需氧量(CBOD)、氨氮(NH4)、硝态氮与亚硝态氮(NO3)和无机磷(IP)等污染物通量,并结合数值实验,量化了外源输入(包括入河网污染物通量与河网污染负荷)对入河口污染物通量对河网区的贡献.研究结果表明,河网区的污染物通量由入河网通量与河网污染负荷共同控制,通量分配具有显著的空间差异;上游各水系中,以西江的通量最大,约占入河网通量的71%～81%;8个入海口门中,以虎门、磨刀门的通量最大,两者共承接超过一半的入河口通量.此外,数值实验表明,入河网通量与河网污染负荷对CBOD、氨氮的入河口通量均有显著贡献,而硝态氮与亚硝态氮、IP的入河口通量则主要来自入河网通量;磨刀门、虎门分别是入河网通量、河网污染负荷最主要的输出口门.基于模型,亦针对入河口CBOD、氨氮通量对河网污染负荷的响应关系进行了探讨.