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本文运用河口动力学、地貌动力学、河床演变学、河流动力学等多学科的综合知识,运用数值模拟技术,借助计算机软件,对磨刀门河口区四十年来地形变化下的水动力特性进行了对比分析。
研究结果表明:
1.构造沉降作用在磨刀门河口区的河床演变过程中不可以忽略。随着空间的变化,构造沉降作用对河道深槽的加深的贡献率也不同。离沉降中心越近,构造沉降的贡献率越大。
2.从数值模拟的流场看,整个磨刀门内海区水动力强度在八十年代前,是逐年减弱的,特别是一些基岩岛屿附近出现一些低流速的“漩涡”,例如大杧州岛西北部、横州岛北;峡口处涨潮流强度减弱,例如龙屎窟峡口;现在的白龙河水动力弱,涨落潮流速不大,磨刀门水道与洪湾水道流速滩槽差异明显。
3.四十年里,磨刀门河口始终是径强潮弱型河口,正压作用强于斜压作用,相同边界条件不同地形下模拟了七天时间,模拟时间内逐时水位差,四十年里的变化趋势是先减小后增大,当马骝洲落急时刻前后,2003年地形下挂定角站至大横琴站、挂定角站至马骝洲站的水位差远远大于六十年代和七十年代的。水面坡降落潮平均比涨潮平均大一个数量级。七天时间里涨潮平均水位差在三个年代的变化都是下游水位大于上游水位,其变化趋势是:挂定角—马骝洲段先增大后减小,挂定角一大横琴段始终在减小。涨潮期间平均水面坡降有类似的变化。
4.潮能通量密度的空间分布与单位面积水柱的动能空间分布基本一致,潮能通量在深槽处明显大于浅滩处,位能由外向内逐渐减小,说明在磨刀门河口区流速、水深对潮能通量的大小起到决定性作用。磨刀门河口区岛屿的空间组合类型对潮能通量的影响较明显,在基岩岛屿周围(如大杧洲岛),由于泥沙淤积严重,潮能通量较低;在峡口处(如龙屎窟峡口),由于地形缩窄,与潮流进退方向相同的地方动能与潮能通量相对集中,自缩窄处地形向两侧放宽后,流速减小,能量发生分散。