磨刀门水道咸潮上溯数值模拟及其分析

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1、第５５卷第６期中山大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ５５Ｎｏ６２０１６年１１月ＡＣＴＡＳＣＩＥＮＴＩＡＲＵＭＮＡＴＵＲＡＬＩＵＭＵＮＩＶＥＲＳＩＴＡＴＩＳＳＵＮＹＡＴＳＥＮＩＮｏｖ２０１６ＤＯＩ：１０１３４７１／ｊｃｎｋｉａｃｔａｓｎｕｓ２０１６０６００１磨刀门水道咸潮上溯数值模拟及其分析刘祖发，丁波，关帅，陈记臣，张泳华，于海霞（中山大学水资源与环境研究中心∥华南地区水循环与水安全广东省普通高校重点实验室，广东广州５１０２７５）摘要：根据磨刀门水道２００６年１１月和２００７年１月的实测水位、盐度等资料，利用ＭＩＫＥ３对该地区咸潮上溯进行数值模拟。经

2、率定验证后，水位与盐度模拟结果与实测值契合度较高，两者的拟合效果检测指标均较好。对数值模拟结果进行分析，结果表明：盐度的层化受地形、分流比及潮汐涨落变化等因素的影响，且由分层带来的盐度差造成水体密度差，进而产生垂向环流致使盐度出现异常变化；潮通量与盐通量的变化具有良好的相关性，反映出潮水运动的物质运输载体功能。关键词：数值模拟；咸潮；磨刀门；特征分析中图分类号：Ｐ７３１２３文献标志码：Ａ文章编号：０５２９－６５７９（２０１６）０６－０００１－０９ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓａｌｔｗａｔｅｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎｔｏＭｏｄａｏｍｅｎ

3、ｗａｔｅｒｗａｙＬＩＵＺｕｆａ，ＤＩＮＧＢｏ，ＧＵＡＮＳｈｕａｉ，ＣＨＥＮＪｉｃｈｅｎ，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇｈｕａ，ＹＵＨａｉｘｉａ（ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ∥ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷａｔｅｒＣｙｃｌｅａｎｄＷａｔｅｒＳｅｃｕｒｉｔｙｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＨｉｇｈｅｒＥｄｕｃａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０２７５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳａｌｉｎｅｗａｔｅｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎｓａｔＭｏｄａｏｍｅｎｗａｔｅｒｗａｙｗｅｒｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｓｉｍｕ

4、ｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＭＩＫＥ３ｂａｓｅｄｏｎｍｅａｓｕｒｅｄｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｓａｎｄｓａｌｉｎｉｔｉｅｓｉｎＮｏｖｅｍｂｅｒ２００６ａｎｄＪａｎｕａｒｙ２００７．Ｃａｌｉｂｒａｔｅｄａｎｄｖａｌｉｄａｔｅｄｍｏｄｅｌｓｈｏｗｅｄｇｏｏｄｆｉｔｎｅｓｓｆｏｒｂｏｔｈｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｎｄｓａｌｉｎｉｔｙｉｎｃａｓｅｏｆｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｗｉｔｈｇｏｏｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｄｅｘｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｓａｌｉｎｉｔｙｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ，ｄｉ

5、ｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｔｉｄａｌｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅ，ｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｗａｔｅｒｄｅｎｓｉｔｙｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｎｐｒｏｄｕｃｅｄｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙｃｈａｎｇｅｉｎｓａｌｉｎｉｔｙｖｅｒｔｉｃａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｓａｌｔｆｌｕｘｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｔｈｅｔｉｄａｌｆｌｕｘ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｔｉｄｅｉｓｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｏｆｂｒｉｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＩＫＥ３；ｓａｌｉｎｅｗａｔｅｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎ；Ｍｏｄａｏｍｅｎｗａｔｅｒｗａｙ

6、；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ咸潮上溯是河口地区普遍存在的现象之一，尤为应对咸潮带来的影响，国家已经实施珠江压咸补其在人类活动对自然改造剧烈的区域。近些年来，淡应急调水方案，在一定程度上缓解了供水紧张的［１－３］［４］珠江三角洲地区咸潮上溯呈现频率提高、范围扩大局面。为解决咸潮上溯问题，章文等深入探的趋势，其中以磨刀门水道最为严重。磨刀门水道讨了磨刀门水道盐度变化与潮汐过程的相关性；阮［５］承担着中山、珠海与澳门地区的供水任务，沿岸分波等精确地模拟了盐水楔的二维流动情况；刘［６］布着密集的工农业重镇，经济繁荣且人口密度高，杰斌等研究了磨刀门水道枯季盐

7、水入侵咸界的对淡水的需求量很大。连续几年于枯季发生的特大运动规律。咸潮，给该地区带来巨大的经济损失和社会影响。当海洋大陆架较高盐水团随潮汐涨潮流进入河收稿日期：２０１５－１２－１１基金项目：国家自然科学基金资助项目（４１３０１６２７）万方数据作者简介：刘祖发（１９６１年生），男；研究方向：水文与水资源研究；Ｅｍａｉｌ：ｅｅｓｌｚｆ＠ｍａｉｌｓｙｓｕｅｄｕｃｎ２中山大学学报（自然科学版）第５５卷口，并沿河道向上游推进，盐水扩散、咸淡水混合深线处往上游至西海水道天河站，由于区间内小型往内陆上溯，致使内陆河道内水体含盐量超过一定分汊口的影响可忽略，因此模拟区