複雜河口鹹潮運動規律及其套用研究

《複雜河口鹹潮運動規律及其套用研究》是依託華南理工大學，由尹小玲擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：複雜河口鹹潮運動規律及其套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：尹小玲
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

河口鹹潮直接影響河口地區的淡水取用和生態環境，隨著經濟和城市化快速發展，鹹潮期供水日趨緊張，解決鹹潮期供水危機已成為一項重大社會問題。而河口鹹潮運動受多種動力和環境因素影響，鹽度與水動力過程耦合、回響關係十分複雜，深入探討河口鹹潮運動規律和調控機理，合理確立水資源利用模式，具有重要科學意義和實際套用價值。本項目以珠江河口鹹潮運動和供水問題為背景，重點研究複雜河口鹹潮在潮汐、徑流相互作用下的運動機理和回響關係。主要通過建立複雜河口鹹潮運動水動力耦合模型和上游開放流域降雨產流模型，運用典型實測資料分析和數值模擬方法，揭示潮汐、徑流相互作用下河口鹹潮運動的動力機制和回響規律，提出通過徑流調節鹹潮鹽度分布和過程的水動力條件和臨界特徵值，並套用於珠江河口補淡壓鹹措施分析，探討流域水資源預測、河口水動力預報，以及複雜水資源最佳化調度相結合的綜合分析方法和科學調度方案，為保障珠江河口供水安全提供科學依據。

結題摘要

河口鹹潮直接影響河口地區的淡水取用和生態環境，隨著地區經濟和區域城市化快速發展，鹹潮期供水日趨緊張，解決鹹潮期供水危機已成為一項重大社會問題。而河口鹹潮運動受多種動力和環境因素影響，在多口門和網河遍布的自然環境條件下，鹽度與水動力過程耦合、回響關係十分複雜。本項目以珠江河口鹹潮運動和供水問題為背景，重點研究複雜河口鹹潮在潮汐、徑流相互作用下的運動機理和回響關係；擬通過建立複雜河口鹹潮運動水動力耦合模型和上游開放流域降雨產流模型，運用典型實測資料分析和數值模擬方法，揭示潮汐、徑流相互作用下河口鹹潮運動的動力機制和回響規律；探討流域水資源預測、河口水動力預報，以及複雜水資源最佳化調度相結合的綜合分析方法和科學調度方案。這對於弄清河口鹹潮運動規律和調控機理，合理確立水資源利用模式，以及為保障珠江河口供水安全提供技術依據，有著重要科學意義和實際套用價值。 本項目在大量調查和分析總結的基礎上，首先對上游相關流域的水過程計算模型進行一定改進，在南方濕潤區域蓄滿產流和岩溶區產匯流的物理模式上加以理論性完善；同時通過分析珠江河口流速觀測歷史數據，對潮汐河口近底邊界層的水流結構、阻力特性和紊動尺度進行研究，取得一定套用性成果。後期對繼續收集的較新的水動力和鹽度的實際觀測資料進行整理，進一步採取不同方法如水動力方法、譜方法等進行分析，得到十分重要但過去研究尚顯不足的規律性認識，主要集中在河口不同區域水動力和鹽分過程的不同時空特性，以及鹽度區域性變化依賴因素及其變異等方面。階段研究結果表明，實際河口鹽度內部變化過程相當複雜，為彌補實測資料的不足，採取與其他單位合作的方式，增加進行了珠江河口磨刀門水道枯季水動力和水質野外觀測，獲取可貴的現場觀測數據。經分析，在鹽度對潮流的回響過程、河口垂向環流時空分布及其對鹽度的影響、鹽水垂向結構與鹽水楔關係以及鹽度亞潮周期變化影響因子等方面得到了新的認識。同時，利用數值模擬方法計算模擬和分析了多口門條件下的鹽水入侵水動力規律，並在此基礎上對某些工程措施進行了效果模擬預測。 這些研究結果從大量客觀基礎出發，深化了對複雜河鹹潮運動過程及動力因素作用規律的認識，明確了一些過去模糊不清或較少涉及的觀點，是對珠江河口鹽水運動自然規律認識的一種推進，為鹹潮的進一步研究和工程調控提供了科學依據和探索方向。