珠江河口综合治理规划实施评估及修编建议

2010年国务院批准实施的《珠江河口综合治理规划》规划水平年为2020年,现已到期。采用现场调查、统计分析、遥感影像、数学模型等多种手段,对规划方案实施情况和效果进行综合评估。结果表明,规划实施后,河口河势总体稳定,口门泄洪能力提升,岸线滩涂保护得力,水生态环境持续向好,河口管理规范有序。立足国家战略建设要求,从河势控导、洪潮灾害防御、岸线滩涂与水资源保护、智慧河口管理等方面对规划修编提出建议。

珠江河口演变与治理保护探讨

受自然和人类活动的影响,近年来珠江河口演变呈现新情势,分析了珠江河口近期演变特征及其对水安全的影响,探讨了珠江河口治理与保护策略。研究显示,在人类活动影响下河口演变打破河口自然的冲淤平衡,对河口防洪、供水、水环境水生态产生了深远的影响。河口演变事关河口防洪、供水和水生态环境安全,新时期河口治理与保护需强化“水沙”和“河床”在河口水安全保障的基础作用,满足河口防洪保安全、优质水资源、宜居水环境、健康水生态的全面水安全保障的需要。

珠江河口澳门附近水域综合治理保护的实践与思考

澳门地区附近水域是珠江河口重要的组成单元,其治理和保护对区域经济社会高质量发展具有重要支撑作用。受气候和人类活动的共同影响,澳门地区附近水域新老水问题交织,水安全保障存在短板;进入新发展阶段,水域综合治理和保护面临更高要求。系统回顾了澳门地区附近水域的治理与保护历程,研判其在高质量发展背景下面临的形势和挑战,总结分析在防洪潮排涝、河势控导、水生态环境、智慧水利等方面的对策和实践。在此基础上,提出澳门附近水域治理与保护思考。

强潮作用下深圳河口水动力特性及治理对策

研究深圳河口在强潮作用下的水动力特性对深圳河口治理具有重要的指导意义,为此,采用物理模型模拟的方式,选取枯季大小潮和台风“天鸽”作为边界条件,分析了强潮作用下深圳河口的水动力特性。结果表明,深圳河口主槽涨落潮动力明显优于中滩,涨潮期间,从下游至南北槽分叉口过流断面束窄,流速呈增大趋势;枯水大、小潮涨潮动力基本相当,枯季大潮落潮动力强于枯季小潮;低水位期间,河口大面积露滩,几乎只有南槽过流,河床形态是影响河口流态的主导因素;风暴潮期间,河口整体水动力强,中滩流速明显大于枯季;由于风暴潮增水效应,河口水位高,滩面归槽流态不明显,中滩红树林对涨落潮流态影响大。根据水动力特性和行洪需求,提出了深圳河口生态固滩和主槽扩宽的治理对策。

茅洲河口主槽治理方案研究

空港新城建设侵占了茅洲河口-3 m深槽,拟开展主槽开挖治理工作。利用珠江河口整体物理模型开展潮流水动力试验和悬移质泥沙试验,研究治理方案实施1年后的主槽回淤分布。试验结果表明,研究水域水动力、流态发生变化,上游治理段接近茅洲河口,淤积较下游段明显,平均淤积达0.75 m,下游末端平均淤积0.53 m;淤积后,-3 m深槽保持贯通,全程扩宽率为1.57%,深泓线靠深圳侧分布,深泓沿程最小高程为-3.40 m;断面形态显示主槽右侧淤积大于左侧,上游淤积大于下游。主槽治理方案对局部河床进行了重塑,短期内河势将进行较明显的调整,但-3 m主槽得以维持,方案总体可行。

珠江河口生境演变与生物变化趋势

珠江河口地处粤港澳大湾区的核心区域,是世界上生境结构最为复杂的河口区域之一,其生态系统具备高度的开放性、敏感性、脆弱性和较低的稳定性。随着粤港澳大湾区城市化进程和海洋经济的持续发展,人类活动对珠江河口生态系统的干扰日益加剧,河口生境结构和水生生物群落发生了巨大的变化。概述了珠江河口形态结构、水环境的变化,分析了人类活动和气候变化对珠江河口的影响,提出了珠江河口水生态系统保护建议,为珠江河口生态安全和粤港澳大湾区高质量发展提供战略参考。

珠江河口磨刀门水道枯季咸潮预报模型研究

在气候变化和人类活动影响下,珠江口磨刀门水道咸潮上溯日趋严峻,严重威胁中国澳门、珠海和中山3地供水安全。基于2021—2022年枯水期数据,采用多元非线性回归方法,建立了磨刀门水道平岗泵站日均含氯度及日超标时间的咸潮预报模型。结果表明,平岗泵站日均含氯度时间变化与三灶站日最大潮差、梧州和石角径流间的时滞均为3 d,且均呈负相关关系。综合考虑潮汐、径流、前期盐度累积效应,平岗泵站日均含氯度拟合优度r2为0.85。日超标时间与日均含氯度呈幂函数关系,拟合优度r2为0.93。该咸潮预报模型具有较高的精度,可为区域咸潮防控提供科学参考。

珠江三角洲典型复杂河网区水系连通及调度研究

【目的】河流水系是城市重要的资源和环境载体,水系连通是保证河流系统健康完整和功能正常发挥的重要条件,而活水调度是提高水体流动性和改善水生态环境的重要手段。水系连通指标是分析和评价连通性的关键,【方法】针对珠江三角洲地区的复杂河网,首次提出将往复流河段和断头涌河段长度占比纳入水系连通评价指标体系,分析研究典型区域水系现存问题,提出水系连通与调度方案,采用数学模型评估方案效果,研究珠江三角洲复杂河网水系连通与活水调度工程问题。【结果】结果显示:现状良安水系水动力条件较差,存在往复流和水体交换周期长等问题,水质污染严重,通过清淤疏浚、水系连通和引水工程调度活水,使往复流变为单向流,将现状15.3 d的河道平均换水周期最小缩短至7.3 d,河道现状流速0.021 m/s最大增加至0.124 m/s,区域的水动力条件和区域水质得到明显改善。【结论】结果表明:珠江三角洲城市化程度较高地区的河涌常存在有复流河段和断头涌河段影响河道的水质,有针对性地提出水系连通评价指标体系,并采取合适的清疏引水工程调度等措施,加强水系内部循环,可以改善水系的水质,提升水系综合治理的效果。研究结果可为珠江三角洲复杂河网区水环境问题改善与解决提供典型案例参考。

珠江河口治理与大湾区水安全保障战略研究

从珠江河口治理、大湾区防洪安全、供水安全、水生态环境保护及水治理体系与治理能力五个方面,系统梳理了粤港澳大湾区水安全保障现状,在研判大湾区水安全保障形势的基础上,聚焦珠江河口治理与大湾区水安全保障的重大问题,从战略层面全面提出大湾区水安全保障各领域未来发展方向和具体解决策略,为未来30年珠江河口治理与大湾区水安全保障提供战略参考。

珠江河口环流季节性变化特征分析

河口环流控制区域动力格局影响河口盐度、悬沙和营养盐的输运。基于海洋同化数据HYCOM,分析了珠江口环流的季节变化特点及其演变规律,构建了珠江河口环流年际运转路线。结果表明:①珠江口及其邻近水域的海流呈现明显的季节性变化,变化周期约为1 a,且越靠近外海变化周期越显著;②珠江河口外海常年被环流控制,冬季表现为西南向沿岸流,而夏季受南海暖流的影响,反转为东北向上升流,其中前者占比约66.5%大于后者约33.5%;③珠江河口内海流夏季表现为西南—东北向的往复流,冬季表现为逆时针环流。

大藤峡水利枢纽建设和运行期若干重难点问题及解决对策

大藤峡水利枢纽是珠江流域防洪控制性工程。针对大藤峡水利枢纽建设过程中面临围堰拆除难度大的问题,提出了围堰“Z”形水下拆除方案;针对运行期间面临泄水闸调度方式复杂、船闸下游航道连接段通航水流条件变化以及坝前排漂等问题,优化了闸门分区首启原则,提出了填筑透水堤改善船闸下游航道连接段水流条件以及构建自动排漂装置等解决思路。相关研究结果可为解决大藤峡及其他水利枢纽建设及运行期所面临的共性问题提供借鉴。

深圳河流域2023年“9·7”极端特大暴雨分析及洪涝治理思考

城市暴雨洪涝灾害是目前我国城市最突出的水患灾害。2023年9月7日,深圳市发生极端特大暴雨,深圳河流域处于暴雨中心,造成较严重洪涝灾害,本次暴雨洪涝灾害为流域水安全保障敲响了警钟。通过全面总结深圳河流域暴雨洪涝特性及防御情况,分析暴雨洪涝灾害成因,在此基础上,从提高河道泄洪能力、增大流域洪水调蓄能力、加强城市排水防涝能力建设、强化超标准暴雨应急管理能力等方面提出洪涝治理对策,思考城市洪涝治理方式和理念,为系统解决洪涝问题、提升高密度城市洪涝防御能力提供参考。

珠江流域水旱灾害防御“四预”系统模型研发及应用

针对珠江流域水旱灾害特点,探讨了水旱灾害防御“四预”业务应用对水利专业模型的需求,梳理了相应关键科学问题和亟需突破的技术难点。介绍了珠江流域水旱灾害防御“四预”系统中研发的水利专业模型及其应用实例,包括通用性一二维水动力模型HydroMPM、珠江河口及河网区风暴潮模型、三维斜压咸潮模型以及水库群多目标联合调度模型。结合智慧水利建设的深入推进,展望了水利专业模型未来的发展方向。

珠江河口咸情变化形势及抑咸对策探讨

珠江河口咸潮防控对粤港澳大湾区水安全保障极为重要。目前,在来水偏枯、河道下切、海平面上升等因素的影响下,珠江河口咸潮发展态势不容乐观。通过分析珠江河口咸情新形势和新问题,针对流域、三角洲、河口,提出了建立特枯年份压咸流量保障应急方案、完善珠江河口本地供水体系、三角洲联围闸泵群“引、换、蓄、补”水量调度调蓄淡水,重视河口治理、研发河口阻咸技术、加强咸潮监测预警预报的对策,建立统筹流域、三角洲、河口的珠江河口咸潮“上补、中蓄、下阻”综合防控体系。

珠江磨刀门河口环流结构动力特征分析

河口环流结构关系到物质输运、泥沙沉积和地貌变化等物理过程。根据2019年磨刀门河口原型观测平台洪枯季连续观测分层潮流资料,统计洪枯季、大小潮河口东、西汊的涨落潮流及历时变化特征,利用理论方法解析河口东西汊平面环流和重力环流结构,进一步引入混合参数研究河口纵向环流中的潮汐应变环流。研究发现枯季东、西汊在转潮时刻存在东涨西落的平面环流结构,洪季平面环流特征较不明显;枯季重力环流强度整体略大于洪季,西汊重力环流强于东汊,表层向海环流流速可达0.2~0.25 m/s,而底层向陆环流流速相对较小。洪季大潮期由潮不对称性驱动的潮汐应变环流相对较大,进而增强了纵向环流的强度。河口垂向余流结构同样表现洪枯季、大小潮的变化规律。洪季余流整体较大,西汊在小潮期表层余流流速超过0.6 m/s,而东汊余流则明显呈现表层向海、底层向陆的分布特征,枯季余流整体较小,表明其对物质输运和河口地形塑造作用较弱。

新时期珠江三角洲洪潮防御思考与建议

近年来,受全球气候变化和区域人类活动影响,洪水、风暴潮等灾害频发,威胁滨海城市水安全。在系统梳理珠江三角洲防洪(潮)现状基础上,剖析了珠江三角洲洪潮防御面临工程体系尚不完善、堤防设防标准较低、风险应对能力不足等问题,针对珠江三角洲来沙锐减、河道下切、洪水归槽、潮汐动力增强、风暴潮加剧等新形势新问题新挑战,提出针对性对策与建议,为提升珠江三角洲洪潮防御能力、保障区域水安全提供参考。

珠江三角洲顶点思贤滘分流自适应调节机制

近年来珠江三角洲顶点思贤滘区西、北两江分流发生重大调整,并影响三角洲的防洪及供水格局,开展思贤滘分流研究对于三角洲分流调控及治理具有重要意义。本文采用20世纪60年代以来思贤滘区水文地形资料,利用物理模型、数学模型、理论分析等方法,分析思贤滘分流自适应调节规律及其机制。结果表明:思贤滘是一个天然的洪水调节器,具有稳定西、北江洪水分流比的作用,洪水越大,西江马口与北江三水流量之比越稳定,其稳定值约为3∶1,思贤滘下游约7 km河段地形是洪水期间分流自适应调整的主控因素,河道受两岸堤防约束,随着上游流量的增大,西、北江过水断面面积之比趋于定值,驱使两江分流比也趋于定值;当枯水期下游潮汐顶托或闸门启闭等作用引起河段发生变动回水时,思贤滘分流相应调整,且分流比对北江下游水体变化更为敏感。

极端干旱条件下珠江口东江三角洲咸潮上溯响应规律研究

2021年珠江东江流域遭遇1956年以来最严重干旱,上游控制断面博罗站年均径流较多年平均减少了64.5%。在此极端干旱条件下,2021-2022年枯水期珠江口东江三角洲遭遇了有记录以来的最强咸潮上溯,严重威胁到区域供水安全。本文基于2009-2022年东江三角洲各水厂含氯度数据,利用交叉小波和小波相干分析识别了咸潮上溯与径流、潮汐、外海含氯度及海平面波动等影响因素间的相位关系与共变周期,揭示了极端干旱条件下东江三角洲咸潮上溯的主控因素及含氯度峰值交替变化的原因。研究发现,2021-2022年枯水期东江三角洲咸潮上溯主要影响因素为潮汐与伶仃洋湾内含氯度,其次为外海海平面波动,三种因素对东江三角洲咸潮上溯影响的时间尺度相互交织。5~9d的周期变化主要受外海海平面波动影响;14.8d的变化周期主要由大小潮及伶仃洋湾内含氯度控制;28~32d的周期变化主要影响因素为伶仃洋湾内含氯度。东江三角洲含氯度峰值交替变化的原因主要为伶仃洋湾内含氯度与潮汐间存在相位差(相关系数r=0.73,显著性水平P<0.01),并叠加外海海平面波动上升的影响(r=0.31,P<0.01)。本文可为东江三角洲咸潮预报及流域调度提供一定借鉴。

上下游区域间环境保护与生态补偿的博弈研究

基于生态补偿具有经济效应和公众参与效应的特征,通过引入博弈理论,系统研究上下游区域间进行环境保护和生态补偿时的特征,通过定义影响博弈双方行为选择的具体变量,建立上下游环境保护与生态补偿成本收益的博弈模型。研究结果表明:若上游区域实施的策略为保护环境进而延缓经济发展,将不实施保护环境策略;若下游区域需要给与的补偿较大,将不实施生态补偿的措施;上游区域实施环境保护策略且下游区域采取生态补偿措施,需要建立在一定的条件基础上;上游初始经济状况越弱,上游区域倾向于进行环境保护的意愿度更小;下游对上游的补偿越大,下游区域采取补偿措施的意愿度将有所减少;下游区初始经济状况越好,下游区域采取补偿措施的意愿度越高;对上下游利益相关体进行生态补偿博弈研究时,必须考虑各利益体的自身发展状况。

珠江流域生态水力学研究进展

系统梳理了珠江流域生态水力学研究现状,从珠江流域鱼类资源方面分析了珠江河口、西江以及东江的鱼类时空分布及生境特征;从珠江流域过鱼设施方面总结了竖缝鱼道、丹尼尔鱼道、生态鱼道等鱼道形式研究进展;指出河道栖息地修复以及生态调度是生态水力学的应用方向。聚焦珠江流域生态水力学研究现状与进展,提出珠江流域水生态未来发展方向和解决策略,为未来珠江流域水生态修复提供参考。