关于珠三角地区咸潮的研究进度
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关于珠三角地区咸潮的研究进度
前言:咸潮是一种主要由月球对地表海水吸引力引起的天然水文现象,指当淡水河流量不足,令海水倒灌,咸淡水混合造成上游河道水体变咸的现象。在全球气候变暖的背景下,干旱时间延长,气候极端事件在增加,珠江三角洲河口近20 年的大规模河道非法采砂现象猖獗,咸潮入侵日趋严重。为解决珠江河口咸潮上溯带来的问题,本文通过研读10篇相关文献,对咸潮的形成、影响因素、活动规律进行全面深入的探讨,并根据文献资料分析,得出咸潮综合防治措施的建议。
一、咸潮的形成
咸潮,又称咸潮上溯、盐水入侵,是一种天然水文现象,海洋大陆架高盐水团随潮汐涨潮流沿着河口的潮汐通道向上推进,盐水扩散、咸淡水混合造成上游河道水体变咸,即形成咸潮。[1]
咸潮的形成主要与潮汐和天气变化等因素有关。涨潮时潮汐动力的作用,使海水沿着河口向上游推进,同时若降水量减少,河流进入枯水期,海水上溯距离加大,咸潮出现的可能性就相应地增大。因而,咸潮一般发生于冬季或干旱季节,即每年十月至翌年三月之间出现在河海交汇处。[2]
笔者认为,咸潮的形成固然与潮汐和天气变化有重要的关系,然而,河流的补给方式也是重要的因素。若河流是以地下水为主要的补给方式,由于地下水比较稳定,所以河流受季节性气候影响的程度就会相对减弱,因此,河流的补给方式很大程度上会影响咸潮的出现季节。
二、咸潮的影响因素
2.1、自然因素
2.1.1天文潮汐作用
咸潮是一种主要由月球对地表海水吸引力引起的天然水文现象。由于天体间引力作用引起的潮汐,尤其是朔、望前后,太阳与月亮的引潮力合在一起,对地球的引潮力比平时大得多,加剧了咸潮的影响程度。如2006年6月,珠江广州段出现了90年代以来最壮观的天文大潮,珠江的最高潮位答277m,使得珠江三角洲抗击咸潮的形势变得格外严峻。[3]
2.1.2河流的水文地貌
以磨刀门河流为例,前人研究表明,上游河段河床高程降低、河槽容积增大、河床纵比降减小,口门区河床水域面积和河槽容积减小、泄洪深槽展宽、加深都是导致咸潮上溯加剧的原因。[4]
径流是影响咸潮上溯距离最直接的因素,它直接阻碍潮波向上游的传播,消耗潮波的能量。进入河口区的上游水量越大,咸潮上溯距离越小,咸潮影响越小。
2.1.3天气
受全球气候变暖的影响,极端气候频繁出现,持续的干旱使河流得不到该有的补给。此外,干旱还导致了水库蓄水量锐减,放水冲咸的功能也被极大地限制。
风对咸潮影响较大,不同的风力和风向直接影响咸潮的推进速度,若风向与海潮的方向一致可以加快其推进速度,加大其影响范围。研究发现,珠江口咸潮的发生对应着风向偏东,
而偏北风则有利于补水,咸潮的威胁也随之降低。
在我国东南沿海常见的气象灾害是台风,它引发风暴降水,沿海沿江潮水位抬高,出现大浪大波,也会导致海水倒灌,洪水泛滥。
2.1.4海平面的升降
全球气候变化导致海平面上升是一个非常缓慢的过程,但长期的累积效应也在逐渐显现。数据表明,大万山站月平均海平面上升速率平均为4.3 mm /年,2009 年9、11、12 各月的海平面上升率为近30年来秋、冬季月份最高值。此外,专家分析研究得出,咸潮的发生均对应着高海平面。[5]
2.2人为因素
2.2.1大规模河床采砂
资料显示,磨刀门水道在竹银至挂定角河段,1991~2000 年间采砂量达4320 万m3,大大超过了河床的自然淤积量,导致河床严重下切,水深和河槽容积大幅增加,直接改变了河床的形态,严重破坏河床的合理比降,是磨刀门水道潮汐动力增强的根本原因。
2.2.2破坏植被
西江、北江、东江等主要流域森林砍伐、植被破坏严重,造成流域水土流失、涵养水源少、枯季径流偏小,导致咸潮上溯频率提高、范围扩大。
2.2.3疏通航道
大规模的航道整治,会使河道河床普遍下切,主要潮汐通道的深槽加深,更有利于盐水向上游推进,加重了咸潮的危害。
总的来说,这几篇文章探讨咸潮的影响因素,都可以说是比较全面、科学的,只是侧重点不一样。随着全球气候变暖,海平面上升问题深受社会各界关注。其中《海平面上升与珠江口咸潮变化》[6]一文通过Ippen和Harlomen的扩散理论和方法推算当海平面上升0.4~1.0m 时,得出珠江三角洲各河口区咸害入侵距离的变化情况。这得出的结论与后期发表研究磨刀口咸潮入侵状况相差甚小。说明该文献的研究方法比较科学,有参考价值。
三、咸潮的活动规律
3.1盐度随时间变化
珠江三角洲河口附近盐度随时间变化的规律是:盐度跟潮位一样也出现两高两低的现象;日平均盐度值在半月中也有一个高值区和一个低值区,且高盐区出现在大潮期,低盐区出现在小潮期;珠江口盐度与珠江径流量一样有洪枯季变化,洪季低,枯季高。
3.2盐度随空间变化
珠江河口盐度随空间变化规律一般为:盐度分布从下游到上游逐渐减小;左槽先涨后落,右槽先落后涨,左槽含氯度一般大于右槽含氯度;深槽盐度始终大于浅滩。盐度垂向分布一般表现为上层盐度小,底层盐度大,混合作用强烈时上下均等。
咸潮的活动规律主要摘自《珠江三角洲咸潮活动规律研究》[7],由于该文章是通过对大量实测水文、地形和含氯度等基础资料的分析,并通过数学模型分析不同来流、地形变化及三角洲分流变化对珠江三角洲咸潮入侵的影响,其成果具有一定的科学性和参考性。其论述的咸潮的盐度变化规律比较详尽,对咸潮的预报预警起到一定的作用。
四、咸潮的综合防治
4.1建立和完善咸潮入侵的预警预报系统
《2004- 2005 年冬春珠江三角洲咸潮预警的评价分析》[8]文中通过咸潮预警分级、压咸最佳时段选择、压咸救灾的适当来水量确定等核心内容进行分析评价,得出的实测数据表明预警分析的结论是正确的,说明预警预报是减轻咸潮灾害的有效途径之一。因此,要建设整个珠江三角洲网河区咸潮监测网络,研究三角洲咸潮活动规律,建立咸潮预警机制,为水资源调度提供科学、有效的技术支持。此外,还可以借助计算机模拟实现咸潮发生、发展的整个侵入过程[9],从而更加科学合理地制定珠三角咸潮的应对措施。
4.2兴建调节水库,加强全流域水资源配置
根据咸潮入侵机理分析,珠江流域近几年咸潮上溯严重,主要因素是连续枯水年径流动力不足[10],因此,要解决咸潮对珠三角的影响,必须立足于全流域水资源的合理配置。建议可从流域的层面,对水资源进行统筹考虑、合理配置,保障珠江流域下游三角洲区域水环境要求的最小流量,保障下游地区经济社会的可持续发展。
4.3因地制宜,兴建挡潮建筑物
珠江三角洲咸潮入侵,根本原因是由于外海高浓度盐水涨进三角洲,因此可以考虑截断咸潮上溯的路径,如在磨刀门以及横门等口门建闸,一方面可以阻止海水侵入;另一方面可以拦蓄径流,加大其它口门的净泄量,减少和消除其它河口海水入侵的动力条件。
4.4加强全流域综合治理尤其是河道采砂的管理
近年来珠江三角洲咸潮灾害频频爆发,并有逐年加剧之势,其中非法采砂是导致咸潮上溯加剧的重要人为原因之一。为此,要加强河道采砂管理,保证合理比降,增大咸潮上溯的阻力,减小咸潮范围。而对于上游来说,则要增加森林覆盖率,保持植被良好,减少水土流失,增加水源涵养,增大枯水期上游来水量。
4.5调整产业结构,做好咸潮危害宣传工作,加强节水型社会建设
咸潮上溯的一个重要原因是江河流量减少。除了干旱引起流量的减少,用水量大、过度消耗水资源也是重要原因之一。政府必须做好咸潮危害的宣传工作,并建立公众参与机制。在生活节水方面,要积极推行“阶梯式水价”;在工业节水方面,要酌情提高水资源费,发展节水型工业;在农业节水方面,要积极推广节水灌溉技术,努力调整农业种植结构,多种、广种耐咸作物。
五、总结
本文是笔者通过对文献资料进行分析评价,并对存在问题进行初步探讨后写成,讨论了咸潮的形成、影响因素、活动规律,并由此得出科学防治咸潮危害的建议。虽然在全球气候变暖海平面上升的威胁下,咸潮问题不容乐观,也较为复杂,咸潮的治理任重道远,但只要政府健全有效的防咸机制,坚持标本兼治,统筹兼顾,加强水资源全流域管理,社会各成员从自身做起,从节约用水做起,抗击咸潮不再是想象中那么难。