摘要: 近几十年来，由于人口增长及经济发展，大量陆源污染物和营养盐排入珠江口，导致水质恶化，给珠江河口及其沿岸地区的水域带来前所未有的污染。此外由于冬季径流量小，潮汐混合作用增强，盐水入侵的问题很严重，直接影响1500多万人的供水安全以及工农... 展开 近几十年来，由于人口增长及经济发展，大量陆源污染物和营养盐排入珠江口，导致水质恶化，给珠江河口及其沿岸地区的水域带来前所未有的污染。此外由于冬季径流量小，潮汐混合作用增强，盐水入侵的问题很严重，直接影响1500多万人的供水安全以及工农业生产。对于盐水入侵和污染物扩散问题的治理，需要对其物理机制进行深入地分析。层化的强度直接影响进入河口的海水体积，而海水的体积通量和水体层化的强度决定河口系统的水体更新时间，因而探讨影响珠江口水体层化的物理机制对于了解污染物扩散过程具有重要的研究价值。此外盐水入侵涉及到河口盐度层化和纵向输运，利用机理分解法对珠江口盐度输运机制进行分析，有利于掌握珠江口盐水入侵过程，这对于治理咸潮入侵和经济发展都有重要的意义。 为此，本文建立了适用于珠江口的EFDC模式和ROMS嵌套网格模式，以对珠江口盐度变化和输运进行研究。模型验证结果表明，模型的计算结果误差较小，能较好地反映珠江口的主要水动力过程和盐度分布。研究结果表明： (1)珠江口盐度层化具有明显的潮周期变化特征，涨潮时表底层盐度差较小，层化较弱；落潮时表底层盐度差较大，层化较强。垂向盐度，流速和扩散系数剖面显示出明显的涨落潮不对称。 (2)根据Simpson提出的势能异常衡量层化的强弱，并利用Burchard推导的势能异常变化方程分析影响层化的贡献项。势能异常的甲流项和应变项是影响珠江口势能异常变化的主要因素。垂向平均的应变与势能异常的平流项具有相同的量级和相似的变化趋势。势能异常的增加(减少)主要由势能异常的平流项与应变项的增加(减小)引起。大潮时势能异常变化幅度较小潮时增加一倍，而势能异常的平流项和应变项也相应地增加一倍。对不同地形条件进行分析表明：深槽区的势能异常变化幅度较浅滩区增加一倍，势能异常的平流项与潮汐应变对势能异常变化的贡献与浅滩基本一致。 (3)沿河道下行风能通过风应变作用增强层化，而上行风则减弱层化。 (4)河口交换流有明显的大小潮变化和侧向变化，小潮期间河口交换流的平均值是大潮期间的2倍；横向断面中央的表层河口交换流向海，而东西两侧向岸。 (5)根据Lerczak的方法将盐度通量分成由径流引起的平流通量、稳定剪切扩散通量和潮汐振动扩散通量。稳定剪切扩散通量有明显的空间变化，小潮期间稳定剪切扩散通量在大部分区域向岸，在西部和东部浅滩指向海，而大潮期间指向海的区域明显多于小潮期间。 (6)河口环流导致的稳定剪切输运在小潮期大于大潮期2个数量级。大潮期间，盐度随时间的变化主要由平流通量占主导，盐度净输运向海，河口盐含量减少。小潮期间，平流盐度通量和稳定剪切扩散共同作为盐度守恒方程的主导项，而且稳定剪切扩散略大于平流盐度通量，盐度净输运向岸，河口盐含量增加。 收起