复杂河口咸潮运动规律及其应用研究

河口咸潮直接影响河口地区的淡水取用和生态环境，随着经济和城市化快速发展，咸潮期供水日趋紧张，解决咸潮期供水危机已成为一项重大社会问题。而河口咸潮运动受多种动力和环境因素影响，盐度与水动力过程耦合、响应关系十分复杂，深入探讨河口咸潮运动规律和调控机理，合理确立水资源利用模式，具有重要科学意义和实际应用价值。本项目以珠江河口咸潮运动和供水问题为背景，重点研究复杂河口咸潮在潮汐、径流相互作用下的运动机理和响应关系。主要通过建立复杂河口咸潮运动水动力耦合模型和上游开放流域降雨产流模型，运用典型实测资料分析和数值模拟方法，揭示潮汐、径流相互作用下河口咸潮运动的动力机制和响应规律，提出通过径流调节咸潮盐度分布和过程的水动力条件和临界特征值，并应用于珠江河口补淡压咸措施分析，探讨流域水资源预测、河口水动力预报，以及复杂水资源优化调度相结合的综合分析方法和科学调度方案，为保障珠江河口供水安全提供科学依据。

河口咸潮直接影响河口地区的淡水取用和生态环境，随着地区经济和区域城市化快速发展，咸潮期供水日趋紧张，解决咸潮期供水危机已成为一项重大社会问题。而河口咸潮运动受多种动力和环境因素影响，在多口门和网河遍布的自然环境条件下，盐度与水动力过程耦合、响应关系十分复杂。本项目以珠江河口咸潮运动和供水问题为背景，重点研究复杂河口咸潮在潮汐、径流相互作用下的运动机理和响应关系；拟通过建立复杂河口咸潮运动水动力耦合模型和上游开放流域降雨产流模型，运用典型实测资料分析和数值模拟方法，揭示潮汐、径流相互作用下河口咸潮运动的动力机制和响应规律；探讨流域水资源预测、河口水动力预报，以及复杂水资源优化调度相结合的综合分析方法和科学调度方案。这对于弄清河口咸潮运动规律和调控机理，合理确立水资源利用模式，以及为保障珠江河口供水安全提供技术依据，有着重要科学意义和实际应用价值。.本项目在大量调查和分析总结的基础上，首先对上游相关流域的水过程计算模型进行一定改进，在南方湿润区域蓄满产流和岩溶区产汇流的物理模式上加以理论性完善；同时通过分析珠江河口流速观测历史数据，对潮汐河口近底边界层的水流结构、阻力特性和紊动尺度进行研究，取得一定应用性成果。后期对继续收集的较新的水动力和盐度的实际观测资料进行整理，进一步采取不同方法如水动力方法、谱方法等进行分析，得到十分重要但过去研究尚显不足的规律性认识，主要集中在河口不同区域水动力和盐分过程的不同时空特性，以及盐度区域性变化依赖因素及其变异等方面。阶段研究结果表明，实际河口盐度内部变化过程相当复杂，为弥补实测资料的不足，采取与其他单位合作的方式，增加进行了珠江河口磨刀门水道枯季水动力和水质野外观测，获取可贵的现场观测数据。经分析，在盐度对潮流的响应过程、河口垂向环流时空分布及其对盐度的影响、盐水垂向结构与盐水楔关系以及盐度亚潮周期变化影响因子等方面得到了新的认识。同时，利用数值模拟方法计算模拟和分析了多口门条件下的盐水入侵水动力规律，并在此基础上对某些工程措施进行了效果模拟预测。.这些研究结果从大量客观基础出发，深化了对复杂河咸潮运动过程及动力因素作用规律的认识，明确了一些过去模糊不清或较少涉及的观点，是对珠江河口盐水运动自然规律认识的一种推进，为咸潮的进一步研究和工程调控提供了科学依据和探索方向。