夏季强热带风暴作用下珠江冲淡水扩展与悬沙输运规律研究

珠江河口是世界上最复杂的河口之一，"珠江网河-河口湾-南海北部陆架"共同组成了地貌单元不同、动力结构迥异的 "河口-陆架" 独特系统，在此相互作用的有机系统中，夏季冲淡水的扩展对珠江口-陆架动力结构、泥沙和污染物输移起关键作用。热带风暴产生的巨量流域水沙在短时间内由珠江网河通过八大口门汇入不同河口湾，形成多股冲淡水体并汇合向南海北部陆架扩展输送，冲淡水的扩展输送又控制着河口泥沙的输运模式和污染物的转移特征。因此针对珠江口夏季强风暴过程中冲淡水的扩展规律及其对河口泥沙输运过程的复杂影响，本课题选取珠江网河-河口湾-南海北部陆架为研究靶区，采用MODIS遥感泥沙反演计算及数值模拟相结合的方法，建立三维动力和悬沙数值模型，探讨强风暴过程中珠江冲淡水的动力结构、动力行为及扩展规律，进而研究珠江入海泥沙在冲淡水扩展过程中的分布特征、输运规律，分析冲淡水的扩展变化对泥沙输运的影响。

项目在收集多年的水文资料（流量、含沙量、流速、盐度、风暴、波浪）的基础上，对华南强热带风暴及驱动风场、珠江入海洪水的变化特征进行分析；结合多年观测资料，建立MODIS悬沙反演模式及珠江河口的三维水沙模型。利用MODIS悬沙反演模型对2001~2012年珠江口表层悬沙进行了反演，同时对典型热带风暴驱动下的冲淡水扩展、悬沙输运进行了模拟及模型试验。对悬沙的空间分布规律及洪、枯季变化及年际变化进行了分析，模拟了不同风场驱动下的波浪场，探讨分析不同的强热带风暴（风场）驱动下悬沙的悬浮分布，对风、涨落潮流、不同来水来沙的对悬沙的搬运及再悬浮机制进行了详细地探讨研究，并重点对强热带风暴前、中、后的悬沙分布、输运进行探讨研究。.近几十年来西、北江洪水爆发频率及强度呈增加趋势。珠江河口冲淡水羽及密度流对热带风暴的响应规律与登陆位置及影响强度有关；若热带风暴侵袭珠江口，风暴前和风暴作用期间珠江口及粤西盛行偏东风，驱动冲淡水向粤西扩展，但混合较强，冲淡水羽的厚度偏厚，为岸线约束型。风暴后，SW风或S风驱动冲淡水包括粤西海域的残留冲淡水离岸偏东向扩展，扩展范围更宽，冲淡水羽的厚度变得更薄，上、下层的混合减弱。.夏季磨刀门、伶仃洋西滩的含沙量一般高于其他海域，风暴带来的洪水和巨量悬沙在磨刀门及西滩形成含沙量偏高的悬沙羽，珠江河口悬沙呈现西高东低、北高南低的分布特征。河口悬沙浓度及悬沙羽扩散范围随珠江来水来沙量的增大而增大，洪季大、枯季小。珠江河口涨潮流抑制浅滩及口门位置高含沙水体的向海扩散，驱使西滩的高含沙水舌向东北扩散到西槽、南沙港，而落潮水流及余流（密度流、风生流）则携带西滩悬沙向西南浅滩方向扩散，西槽与西滩间的流速切变锋阻挡落潮流携带的悬沙进入西槽。涨潮末期磨刀门水域的悬沙羽被涨潮流携带向外伶仃洋方向扩散，随落潮流和余流向西扩散输运。.河口冲淡水羽（盐水楔）对细颗粒悬浮泥沙的捕获极为明显，夏季在横门出海水道口至内伶仃岛南侧、大铲湾至暗士顿水道、磨刀门口外约10m等深线处最大浑浊带发育并随潮及上游径流量的强弱移动。.强热带风暴期间，河口盛行偏东风使河口湾的西侧形成较大浪，西侧浅滩含沙量增大，NE向强风则导致河口湾西南侧浅滩的含沙量显著增大，并促使其向西南偏西方向净搬运；偏S向强风使顶端西、东、中滩悬沙大量悬浮并向东北偏北向净搬运，SW向风会在伶仃洋中滩、东滩形成较大浪，导致伶仃