波流作用下磨刀门咸潮上溯的数值模拟与治理策略研究

波流作用下磨刀门咸潮上溯的数值模拟与治理策略研究一、引言1.1研究背景与意义随着全球气候变化和人类活动的加剧，河口地区的咸潮问题日益凸显，成为影响区域水资源安全和生态环境的重要因素。磨刀门作为珠江八大出海口门之一，是珠海和澳门等城市的主要饮水水源地，其咸潮上溯现象对珠澳地区的供水安全构成了严重威胁。近年来，受上游来水偏枯、用水量不断增加、地形变化以及海平面上升等因素的综合影响，磨刀门咸水沿河道上溯加剧。2004年12月下旬到2005年1月中旬，珠海水厂广昌泵站最大连续超标天数达38天；2005年冬至2006年春，是近年咸潮入侵最严重的一年，珠海和澳门累积48天无法正常取水；2007-2008年枯水期，1月份咸潮入侵导致珠海水厂平岗泵站超标17天。这些咸潮灾害事件不仅影响了居民的日常生活用水，也对当地的工农业生产造成了巨大损失，制约了区域经济的可持续发展。咸潮入侵是一个复杂的物理过程，受到多种因素的共同作用，其中波流的影响尤为关键。水流的流速、流向以及波浪的大小、周期等因素，都会对咸潮的上溯距离、强度和持续时间产生重要影响。然而，目前对于波流对磨刀门咸潮上溯影响的研究还不够深入和系统，缺乏全面准确的认识和理解。因此，开展波流对磨刀门咸潮上溯影响的模拟研究，揭示其内在的物理机制和变化规律，具有重要的理论意义和实际应用价值。从理论层面来看，深入研究波流对咸潮上溯的影响，有助于进一步完善河口咸潮动力学理论体系，丰富和发展海洋动力学、水文学等相关学科的研究内容。通过建立高精度的数值模型，模拟不同波流条件下咸潮的运动过程，可以更准确地揭示咸潮上溯的物理机制，为河口地区的水动力研究提供新的思路和方法。从实际应用角度而言，磨刀门咸潮上溯问题直接关系到珠澳地区的供水安全和社会稳定。准确掌握波流对咸潮上溯的影响规律，能够为咸潮的预测和预警提供科学依据，提高咸潮灾害的防范能力。同时，基于研究结果制定的咸潮治理措施，如优化水库调度方案、建设水利工程设施等，可以有效减轻咸潮对供水系统的危害，保障珠澳地区居民的用水需求和经济社会的正常运转。此外，本研究成果对于其他河口地区的咸潮防治工作也具有一定的借鉴和参考价值，有助于推动全球河口地区水资源的合理开发和保护。1.2国内外研究现状咸潮作为河口地区的一种重要水文现象，长期以来受到国内外学者的广泛关注。国外对于咸潮的研究起步较早，在理论研究方面，建立了一系列经典的咸潮入侵理论模型。例如，基于混合长度理论建立的河口盐度分布模型，对理解河口地区盐淡水混合机制起到了重要作用。在河口动力学研究中，对河口环流、潮汐动力等因素对咸潮的影响进行了深入分析，揭示了咸潮入侵与河口动力过程之间的内在联系。在数值模拟方面，国外学者不断发展和完善各种数学模型，以更准确地模拟咸潮的运动过程。从早期的一维模型到如今的三维模型，模型的精度和复杂度不断提高。三维斜压盐度数学模型考虑了径流、潮流及波浪场作用下的盐度输运，通过三维辐射应力和波-流共同作用底应力反映波浪的影响，能够较好地拟合复杂边界和地形，对河口盐度输运规律的模拟取得了较好的效果。在实际应用方面，国外一些河口地区针对咸潮问题采取了多种治理措施。美国新奥尔良在历史罕见的干旱期间，为防止密西西比河被咸潮入侵污染城市饮用水源，美国陆军工程兵团紧急建造了防咸潮设施；2018年和2022年荷兰的莱茵-默兹河口遭遇严重干旱，导致长时间的咸潮入侵，影响了淡水取水，为此荷兰采取了一系列水资源调配和工程措施来应对咸潮威胁。国内对咸潮的研究也取得了丰硕的成果。在珠江河口地区，众多学者围绕咸潮入侵的影响因素、运动规律及防治措施等方面展开了深入研究。通过对珠江河口咸潮活动的长期监测和数据分析，发现近年来珠江河口咸潮活动呈现持续时间增加、上溯范围扩大的趋势。研究表明，径流、潮流、河口形状、河道水深、风力风向、海平面变化以及人类活动等多种因素都会对咸潮入侵产生影响。在数值模拟研究中，国内学者结合珠江河口的具体地形和水文条件，建立了适用于该地区的咸潮模拟模型。一、二维联解潮流、含氯度数学模型被用于模拟计算拦门沙发展变化对磨刀门水道咸潮入侵的影响，为咸潮研究提供了重要的技术手段。在咸潮防治方面，提出了上游补水压咸、中游取蓄水避咸、下游工程措施阻咸等综合防控策略。例如，通过调度西江上游龙滩等骨干水库以及中游大藤峡、长洲等水库向下游补水，有效压制了珠江河口咸潮，保障了粤港澳大湾区的供水安全。然而，目前对于波流对磨刀门咸潮上溯影响的研究仍存在一些不足。虽然已有研究考虑了波浪和水流对咸潮的影响，但在波流相互作用的精细化模拟方面还存在欠缺，对于波流作用下咸潮上溯的物理机制尚未完全明确。不同波流条件组合下咸潮的响应规律研究还不够系统全面，缺乏对复杂波流条件下咸潮运动的深入认识。在咸潮治理应用研究中，如何将波流因素更有效地纳入咸潮预测和防控体系，还需要进一步探索和研究。本文正是基于上述研究现状和不足，以磨刀门为研究区域，深入开展波流对咸潮上溯影响的模拟研究，并探讨其在咸潮治理中的应用，旨在为磨刀门咸潮防治提供更科学、准确的理论依据和技术支持。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容本研究旨在深入探究波流对磨刀门咸潮上溯的影响，并将研究成果应用于咸潮治理实践，具体研究内容如下：波流对磨刀门咸潮上溯影响的数值模拟：收集磨刀门地区的地形、水文、气象等基础数据，包括河道地形测量数据、水位和流速观测数据、波浪观测数据、气象数据等。利用这些数据，建立考虑波流相互作用的三维水动力-盐度耦合数值模型。在模型中，精确考虑波浪的辐射应力、波-流共同作用底应力等因素，以准确模拟波流对咸潮上溯的影响。通过对不同波流条件下咸潮上溯过程的数值模拟，分析波流要素（如波浪高度、周期、水流流速、流向等）对咸潮上溯距离、强度和持续时间的影响规律。磨刀门咸潮上溯规律分析：基于数值模拟结果和实测数据，研究磨刀门咸潮上溯的时空变化规律。分析不同季节、不同潮型（大潮、小潮）下咸潮上溯的特征，探讨咸潮上溯与径流、潮汐、波流等因素之间的相关性。研究咸潮上溯对磨刀门河口地区生态环境的影响，包括对水生生物群落结构、水质、土壤盐渍化等方面的影响。通过建立生态环境评价指标体系，评估咸潮上溯对生态环境的破坏程度。基于波流影响的磨刀门咸潮治理策略研究：根据波流对咸潮上溯的影响规律和咸潮上溯的时空变化规律，提出针对性的咸潮治理策略。从工程措施和非工程措施两个方面入手，探讨如何通过优化水库调度、建设水利工程设施（如挡潮闸、潜堤等）、调整取水口布局等方式，减轻咸潮对供水系统的危害。评估不同治理策略的效果，通过数值模拟和实际案例分析，对比不同治理策略下咸潮上溯的改善情况，为咸潮治理提供科学依据和决策支持。1.3.2研究方法本研究综合运用多种研究方法，以确保研究的科学性和可靠性，具体方法如下：数值模拟法：利用先进的数值模拟软件，如FVCOM（Finite-VolumeCommunityOceanModel）、EFDC（EnvironmentalFluidDynamicsCode）等，建立磨刀门地区的三维水动力-盐度耦合模型。通过对模型的参数率定和验证，使其能够准确模拟波流作用下咸潮的运动过程。利用数值模拟方法，可以灵活设置不同的波流条件，分析各种因素对咸潮上溯的影响，弥补现场观测的局限性。资料分析法：收集整理磨刀门地区多年的水文、气象、地形等资料，包括水位、流速、盐度、波浪、降雨、气温等数据。对这些资料进行统计分析，总结咸潮上溯的时空变化规律，以及波流与咸潮上溯之间的关系。同时，查阅国内外相关文献，了解咸潮研究的最新进展和研究方法，为本文的研究提供参考和借鉴。现场观测法：在磨刀门河口地区设置多个观测站位，进行现场水文观测，包括水位、流速、盐度、波浪等要素的观测。通过现场观测，获取第一手数据，验证数值模拟结果的准确性，同时也可以发现一些新的现象和问题，为研究提供实证支持。在观测过程中，采用先进的观测仪器和设备，如声学多普勒流速仪（ADCP）、盐度计、波浪浮标等，确保观测数据的精度和可靠性。模型对比验证法：为了确保数值模型的准确性和可靠性，采用多种模型进行对比验证。除了上述提到的FVCOM和EFDC模型外，还可以选用其他成熟的模型，如MIKE3等。通过对比不同模型的模拟结果，分析模型的优缺点，选择最适合磨刀门地区的模型。同时，将模型模拟结果与现场观测数据进行对比验证，进一步提高模型的精度和可信度。二、磨刀门咸潮上溯现状分析2.1磨刀门地理及水文特征磨刀门位于珠江河口西侧，是珠江八大出海口门之一，也是西江的主要出海口。其地理位置独特，处于珠江三角洲的西南边缘，西临黄茅海，东接横琴岛，周边地区经济发达，人口密集，是珠海和澳门等城市的重要供水水源地。磨刀门水道自斗门莲溪镇螺洲溪口入境，至横琴石栏洲入海，境内全长42千米。该水道上游段较为顺直，河宽在800-1200米之间；中游水道形态复杂，左岸有中山神湾水道汇流，河宽增至4000米，江心洲如大排沙、磨刀沙、竹排沙等相继浮现；下游段河势又趋于平顺，河宽保持在2000米左右，河中仍有二排沙、三排沙两个沙洲，左岸有前山水道、洪湾水道（马骝洲水道）分流入澳门水域，右岸有天生河、鹤洲水道分流入白龙河出海。磨刀门的径流特征显著，其多年平均径流量达923亿立方米，约占珠江入海泄量的28.37%，多年平均输沙量为2700万吨，约为马口站输沙量的37.2%，是珠江八大口门中水量最丰富的。径流具有明显的季节性变化，4-9月为洪季，马口站平均流量可达11400m³/s，径流总量占全年径流总量的76.9%；10月至次年3月为枯季，径流量大幅减少。径流的变化对咸潮上溯有着重要影响，枯季径流量的减少使得咸潮更容易向上游推进。潮汐方面，磨刀门河口潮汐属于不规则半日混合潮，河口潮差为1m左右，属弱潮河口。口门内潮流为往复流，潮汐不对称十分明显，涨潮历时小于落潮历时。灯笼山站年均涨潮量为160亿立方米，落潮量为1083亿立方米，多年平均山潮比为5.78。在枯季，潮流作用显著增强，潮流界可到达西江三榕峡附近。潮汐的涨落不仅影响着咸淡水的混合，还决定了咸潮上溯的动力条件。大潮期间，潮水的能量较大，咸潮上溯的距离和强度可能会增加；小潮期间，潮水能量相对较小，咸潮上溯的程度也会相应减弱。此外，磨刀门河口的波浪作用也不容忽视，特别是在口门外拦门沙部位，波浪对水动力和泥沙运动有着显著影响。波浪的大小、周期和方向等因素会改变水流的速度和流向，进而影响咸潮的上溯过程。在强风浪天气下，波浪的搅动作用会使海水与淡水混合更加剧烈，可能导致咸潮上溯加剧。2.2咸潮上溯历史与现状历史上，磨刀门咸潮上溯现象时有发生，但在不同时期其影响程度有所不同。20世纪60-80年代，由于河口向海推进，河床自然淤高，咸水界下移，磨刀门水道的咸潮活动呈逐年减弱趋势。然而，自20世纪90年代以来，情况发生了逆转，磨刀门水道咸潮灾害的影响范围逐年扩大、危害程度逐年加剧。1992年咸潮上溯到大涌口，1995年上溯至神湾，1998年更是上溯到南镇。1999年春季，咸潮入侵达到了一个较为严重的程度，咸潮线破纪录上移，大涌口水闸2月-3月底开闸时间累积只有15h，咸潮甚至上溯到距磨刀门入海口为50km的中山市全禄水厂。在1998年10月-1999年4月的194d中，由于咸潮上溯，平岗以及担负着对澳及珠海市区供水的挂定角、广昌取水点，分别出现31.64d、180d、158.8d的含氯度超标，对珠海和澳门供水造成严重影响，被迫降质降压供水。进入21世纪，咸潮上溯问题依然严峻。2004-2007年测得全禄水厂的最大含氯度值分别为3500mg/L、4750mg/L、5860mg/L和5551mg/L，该地区所受“咸害”有逐年加重趋势。2004年春季，磨刀门水道咸潮上溯再次严重影响了两岸城乡的生产和生活。2005年初，为确保珠江三角洲地区和澳门特别行政区的供水安全，珠江流域第一次大规模跨省区远距离调水，实施了西江调水压咸应急措施。2005年冬至2006年春，是近年咸潮入侵最严重的一年，珠海和澳门累积48天无法正常取水。2007-2008年枯水期，1月份咸潮入侵导致珠海水厂平岗泵站超标17天。近年来，随着气候变化和人类活动的持续影响，磨刀门咸潮上溯形势依旧不容乐观。2023年，珠江河口遭遇6轮强咸潮，不同程度威胁西北江三角洲澳门、珠海、中山等地供水安全。据预测，2024-2025年元宵节（2月12日）前后，珠江口正值天文大潮期，咸潮上溯覆盖珠海等地取水口，影响珠海、澳门等地供水安全，水利部决定于2月9日起启动2024-2025年珠江枯水期第5次“压咸补淡”应急水量调度。进入2024-2025年枯水期以来，珠江流域降雨整体偏少，西江、北江天然来水较常年同期偏少2-3成。受降雨来水偏少、潮汐动力增强等因素影响，珠江河口咸潮上溯开始进入活跃期。特别是12月以来，降雨和江河来水进一步减少，珠江三角洲磨刀门水道咸潮上溯距离最远已达40公里，珠海等城市供水泵站正常取水已受到影响，珠海市当地水库群蓄水量开始消耗。在咸潮上溯距离方面，近年来呈现出波动变化但总体有增加的趋势。在枯水期，咸潮上溯距离明显增大，如2024-2025年枯水期咸潮上溯距离最远已达40公里，对珠海等城市的供水泵站正常取水造成了直接影响。在持续时间上，不同年份差异较大，一些严重的咸潮事件中，含氯度超标持续时间较长。2024年10月11日，珠澳两地唯一水源地平岗泵站录得1787度的瞬间最高咸度，该泵站持续11个小时被迫停机无法抽水，其咸度之高和超标持续时间之长均创下近年来新纪录。含氯度变化也是衡量咸潮上溯的重要指标。随着咸潮上溯的加剧，取水口的含氯度明显升高。2024年10月，磨刀门各取水点11日水质咸度迅速攀升，挂定角、广昌、大涌口、联石湾、灯笼山等测咸点或泵站咸度均一度超过5000度，其中挂定角泵站咸度曾超过1万度。这些高含氯度的水体严重超出了生活饮用水源水质标准（氯化物含量应小于250mg/L），对供水安全构成了极大威胁。2.3咸潮危害及对区域影响咸潮对珠澳地区的供水安全构成了直接且严重的威胁。根据生活饮用水水源水质标准（CJ3020-93），无论一级或二级，氯化物含量均应小于250mg/L。然而，在咸潮上溯期间，磨刀门水道各取水点的含氯度远远超出这一标准。2024年10月11日，珠澳两地唯一水源地平岗泵站录得1787度的瞬间最高咸度，该泵站持续11个小时被迫停机无法抽水。挂定角、广昌、大涌口、联石湾、灯笼山等测咸点或泵站咸度均一度超过5000度，其中挂定角泵站咸度曾超过1万度。如此高的含氯度使得取水口的原水无法直接作为生活饮用水源，导致供水系统无法正常取水，严重影响了居民的日常生活用水。为了应对咸潮带来的水质问题，供水企业需要采取一系列额外的处理措施，如增加净化工艺、投加化学药剂等，这无疑大大增加了供水成本。在咸潮严重时期，由于原水水质恶化，即使经过处理，也难以完全达到优质饮用水的标准，可能会出现水质异味、口感变差等问题，影响居民的用水体验，长期饮用还可能对人体健康产生潜在危害，如增加患高血压和肾脏病的风险。咸潮对农业的危害也不容小觑。当咸潮入侵农田灌溉用水时，过高的盐分浓度会对农作物的生长发育产生负面影响。盐分进入土壤后，会改变土壤的理化性质，导致土壤盐渍化加重。土壤中的盐分含量过高，会使农作物根系吸水困难，造成生理干旱，影响农作物的正常生长，导致减产甚至绝收。在一些咸潮影响严重的地区，水稻育秧期因灌溉水含氯度超标，导致秧苗生长不良，成活率降低。对于一些对盐分敏感的经济作物，如蔬菜、花卉等，咸潮的危害更为明显，可能导致作物品质下降，失去市场竞争力。长期的咸潮影响还会破坏农田的生态环境，使土壤微生物群落结构发生改变，影响土壤的肥力和可持续利用能力。在生态方面，咸潮入侵会对河口地区的生态系统造成严重破坏。河口地区是许多水生生物的栖息地和繁殖场所，咸潮的变化会改变河口的水动力条件和盐度分布，对水生生物的生存和繁衍产生不利影响。咸潮上溯可能导致河口地区的淡水生物群落受到抑制，而适应高盐环境的海洋生物群落则可能趁机入侵，改变原有水生生物群落的结构和组成，降低生物多样性。一些淡水鱼类因无法适应咸潮带来的盐度变化，会出现生长缓慢、繁殖能力下降甚至死亡的情况，影响渔业资源的可持续利用。咸潮还会对河口地区的湿地生态系统造成破坏。湿地是重要的生态系统，具有调节气候、涵养水源、净化水质、保护生物多样性等多种生态功能。咸潮入侵会导致湿地土壤盐渍化，影响湿地植物的生长和分布，破坏湿地的生态结构和功能。在一些河口湿地，由于咸潮的长期影响，红树林等湿地植被面积减少，生态服务功能退化，对区域生态平衡产生了不利影响。咸潮对珠澳地区经济社会的影响是多方面的。供水安全受到威胁，会直接影响居民的生活质量，引发社会公众的担忧和不满，不利于社会的稳定和谐。农业生产受损会导致农产品产量下降，价格波动，影响农民的收入和农业产业的发展，进而对农村经济和乡村振兴战略的实施产生负面影响。生态环境的破坏会削弱区域的生态承载能力，影响旅游业、渔业等相关产业的发展，制约经济的可持续发展。咸潮问题还会增加政府在水资源管理、水利工程建设和维护、供水保障等方面的投入，加重财政负担。三、波流作用原理及对咸潮上溯的影响机制3.1波流相互作用原理在河口海岸地区，波浪与水流常常共同存在，它们之间的相互作用是一个复杂的物理过程，涉及到流体力学、海洋动力学等多个学科领域。波流相互作用过程中，波浪和水流彼此影响对方的运动状态和特性。从理论基础来看，波流相互作用的研究主要基于流体力学的基本方程，如Navier-Stokes方程（N-S方程）。N-S方程描述了粘性不可压缩流体的运动规律，是研究波流相互作用的重要理论依据。在波流共同作用的情况下，流体的运动受到多种力的作用，包括重力、压力、粘性力以及由波浪和水流相互作用产生的附加力。波浪对水流的影响主要体现在以下几个方面：一是改变水流的流速分布。实验研究表明，当波浪与水流同向传播时，上层Euler时均流速会减小，而在下层（靠近床面附近）流速有所增大，且这种趋势随波高的增大而愈加明显；当波浪与水流逆向传播时，上层水流流速比纯水流流速明显增大，下层则比纯水流流速减小。这是因为波浪的存在使得水体产生了额外的紊动，改变了水流的能量分布和动量传递。波浪的运动导致水体在垂直方向上产生振荡，这种振荡与水流的平均运动相互作用，使得流速分布发生变化。二是影响水流的紊动特性。波浪的存在会增加水体的紊动强度，使得紊动能量在水体中的分布更加不均匀。在波流共同作用下，波浪引起的紊动会与水流本身的紊动相互叠加，从而改变水流的紊动结构和耗散特性。波浪破碎时会产生强烈的紊动，这种紊动会将能量传递给水流，使得水流的紊动强度增大，进而影响水流对物质的输运和扩散能力。三是通过辐射应力对水流产生作用。辐射应力是指由于波浪的存在而在水体中产生的一种附加应力，它反映了波浪对水体的动量传递。在波流相互作用中，辐射应力会导致水体产生水平和垂直方向的梯度力，从而影响水流的运动。在河口地区，辐射应力可以改变潮流的流速和流向，对河口的水动力环境产生重要影响。水流对波浪的影响同样显著。水流会改变波浪的传播特性，如波高、波长和波速等要素。当波浪在水流中传播时，由于水流的存在，波浪的传播速度会发生变化，从而导致波高和波长的改变。在顺流情况下，波浪的传播速度会加快，波高可能会减小；在逆流情况下，波浪的传播速度会减慢，波高可能会增大。如果逆流强度很大，水流的粘性耗散对波浪幅值的减弱作用会变得显著。水流还会影响波浪的稳定性。在强水流作用下，波浪可能会发生破碎，这是因为水流的能量输入使得波浪的波陡增大，当波陡超过一定临界值时，波浪就会破碎。波浪破碎会导致波浪能量的急剧耗散，对海岸和河口地区的水动力过程和泥沙运动产生重要影响。在河口地区，波流相互作用还与地形密切相关。河口的复杂地形，如浅滩、沙洲、河口形状等，会改变波流的传播路径和相互作用方式。在浅滩区域，波浪更容易破碎，从而增强了对水流的影响；而河口的收缩或扩张形状会导致水流速度和波浪能量的重新分布，进一步加剧波流相互作用的复杂性。波流相互作用是一个复杂的物理过程，涉及到多个物理量的相互影响和变化。这种相互作用对河口海岸地区的水动力环境、泥沙输移、岸滩演变以及咸潮上溯等过程都有着重要的影响，是研究河口地区水文现象的关键因素之一。3.2波流对咸潮上溯的动力影响波流相互作用对咸潮上溯的动力影响是一个复杂而关键的过程，它涉及到水流动力和波浪动力两个方面，这两种动力的变化会显著改变咸潮的运动轨迹和速度，进而影响咸潮上溯的范围和强度。在水流动力方面，径流和潮流是影响咸潮上溯的重要因素。径流作为淡水的主要来源，对咸潮具有明显的压制作用。径流量越大，河流对海水的顶托能力越强，咸潮上溯的距离就越短。在丰水期，由于上游来水量充足，强大的径流能够有效地阻挡海水的倒灌，使得咸潮主要局限在河口附近海域，难以向上游推进。而在枯水期，径流量大幅减少，对咸潮的压制能力减弱，咸潮便容易沿河道上溯，扩大其影响范围。潮流对咸潮上溯同样有着重要影响。在潮汐作用下，海水会发生周期性的涨落，形成涨潮流和落潮流。涨潮流携带海水向上游运动，为咸潮上溯提供了动力，使得海水能够沿着河口的潮汐通道向上推进。当涨潮流较强时，咸潮上溯的速度和强度都会增加，可能导致咸潮上溯到更远的位置。而落潮流则将海水带回外海，对咸潮上溯起到一定的抑制作用。大潮期间，潮差较大，涨潮流和落潮流的强度都较强，咸潮上溯的距离和强度通常会比小潮期间更大。波浪对咸潮上溯的动力影响也不容忽视。波浪通过多种方式改变咸潮的动力条件。波浪的存在会改变水流的流速分布。当波浪与水流同向传播时，上层Euler时均流速会减小，而在下层（靠近床面附近）流速有所增大；当波浪与水流逆向传播时，上层水流流速比纯水流流速明显增大，下层则比纯水流流速减小。这种流速分布的改变会影响咸潮的运动轨迹和速度。在波浪与水流同向传播时，下层流速的增大可能会使靠近床面的咸水更容易向上游运动，从而改变咸潮的上溯路径。波浪的辐射应力对咸潮上溯有重要影响。辐射应力是由于波浪的存在而在水体中产生的一种附加应力，它会导致水体产生水平和垂直方向的梯度力。在河口地区，辐射应力可以改变潮流的流速和流向，进而影响咸潮的运动。当辐射应力使潮流流速增大时，可能会增强咸潮上溯的动力，使得咸潮更容易向上游推进；而当辐射应力改变潮流流向时，可能会改变咸潮的传播方向，使其偏离原来的路径。波浪破碎会增加水体的紊动强度，使得海水与淡水的混合更加剧烈。在波浪破碎区域，水体的紊动会将海水中的盐分迅速扩散到淡水中，加剧咸潮的混合过程，导致咸潮上溯范围扩大。强风浪天气下，波浪破碎频繁，可能会使咸潮上溯现象更加严重。波流相互作用还会通过影响河口地区的环流结构来改变咸潮的动力条件。在波流共同作用下，河口地区可能会形成复杂的环流模式，这些环流会影响水体的输运和混合，从而对咸潮上溯产生影响。在一些河口地区，波流相互作用可能会形成局部的环流，使得咸水在特定区域积聚，增加该区域咸潮的强度。波流对咸潮上溯的动力影响是多方面的，水流动力和波浪动力相互作用，共同改变了咸潮的运动轨迹和速度，对咸潮上溯的范围和强度产生重要影响。深入理解波流对咸潮上溯的动力影响机制，对于准确预测咸潮的发生和发展，制定有效的咸潮治理措施具有重要意义。3.3波流影响咸潮上溯的关键因素波流对磨刀门咸潮上溯的影响是一个复杂的过程，受到多种因素的综合作用。这些因素相互关联、相互影响，共同决定了咸潮上溯的程度和范围。径流是影响咸潮上溯的关键因素之一，其对咸潮的影响主要体现在对海水的顶托和稀释作用上。径流作为淡水的主要来源，其流量的大小直接决定了河流对海水的压制能力。当径流量较大时，强大的水流能够有效地阻挡海水的倒灌，将咸潮限制在河口附近海域，使其难以向上游推进。在丰水期，磨刀门水道的径流量充沛，对咸潮的压制作用明显，咸潮上溯的距离较短，影响范围相对较小。相反，在枯水期，径流量大幅减少，河流对海水的顶托和稀释能力减弱，咸潮便容易沿河道上溯，扩大其影响范围。据实测资料表明，上游流量与测站的盐度呈负相关关系，即上游流量小时，测站的盐度增大；上游流量增大时，则测站的盐度变小，盐度与上游来水量呈幂函数关系。2005年初西江高要站的水位为-0.06m，径流量严重减少，导致咸潮肆虐，对珠澳地区的供水安全造成了严重威胁。潮汐作为咸淡水混合的动力源，对咸潮入侵起着至关重要的作用。潮汐和潮流分别是天体引潮力引起的海面垂直方向的涨落和海水水平方向的流动。每逢朔（初一）、望（十五）前后，日、月、地三大天体接近一条直线，此时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，会加剧咸潮发生的概率。在潮汐作用下，海水会发生周期性的涨落，形成涨潮流和落潮流。涨潮流携带海水向上游运动，为咸潮上溯提供了动力，使得海水能够沿着河口的潮汐通道向上推进。大潮期间，潮差较大，涨潮流和落潮流的强度都较强，咸潮上溯的距离和强度通常会比小潮期间更大。而落潮流则将海水带回外海，对咸潮上溯起到一定的抑制作用。潮汐引起的紊动混合以及潮汐与地形共同作用引起的“潮汐捕集”和“潮汐输送”，也会对咸潮的分布和运动产生重要影响。风力对咸潮入侵具有不可忽视的影响，风速、风向的变化会导致河口地区涨、落潮流的强度发生改变，进而对咸潮入侵产生不同程度的影响。不同的风速和风向作用下，河口地区可以产生不同的水平环流，这些环流可能对河口地区的咸潮入侵产生一定作用。在强风作用下，尤其是当风向与潮流方向一致时，会增强海水的运动能力，使得咸潮更容易向上游推进，增加咸潮上溯的距离和强度。台风天气对咸潮的影响更为显著，台风引发风暴增水，沿海沿江潮水位抬高，出现大波大浪，导致海水倒灌，洪水泛滥。如果出现天文大潮、台风、暴雨三碰头的情况，则破坏性更大，会形成更严重的海水入侵，导致农作物大面积受灾甚至绝收，同时也会对水产养殖造成严重影响。海水入侵之后还会引起当地严重的土地盐碱化问题，进一步破坏生态环境。河口地区的地形条件，如河道的宽窄、深浅、弯曲程度以及河口的形状等，对波流的传播和相互作用有着重要影响，进而间接影响咸潮上溯。在河道狭窄、水深较浅的区域，水流速度相对较快，对咸潮的顶托作用较强，咸潮上溯的难度相对较大。而在河道宽阔、水深较深的区域，水流速度相对较慢，咸潮更容易上溯。河口的喇叭形形状会使潮流在进入河口时能量集中，增强潮流的动力，有利于咸潮上溯。磨刀门河口的江心洲、沙洲等地形，会改变水流的流向和流速，影响咸潮的运动轨迹和混合过程。大排沙、磨刀沙、竹排沙等江心洲的存在，使得水流在这些区域发生分流和汇合，导致局部水动力条件发生变化，进而影响咸潮的分布和上溯范围。人类活动对波流和咸潮上溯也有着重要影响。在磨刀门流域，非法挖沙等活动导致河床深泓高程降低、平均水深增大、河槽容积增大，使得潮汐通道更加畅通，变相地增强了潮流动力，有利于潮流上溯及在河网内传播，从而加剧了咸潮上溯。随着城市化进程的加快和经济的快速发展，珠江河口地区用水量大幅增加，导致上游来水减少，水资源调剂压咸的能力相对不足，也使得咸潮对城镇供水的影响更加突出。上游水库的建设和调度会改变径流的时空分布，对咸潮上溯产生影响。合理的水库调度可以在枯水期增加下泄流量，压制咸潮；而不合理的调度则可能导致径流量减少，加剧咸潮危害。一些水利工程设施的建设，如桥梁、码头等，可能会改变河口地区的水流形态和波流相互作用，进而影响咸潮上溯。四、磨刀门咸潮上溯的数值模拟4.1模拟模型选择与建立为了准确模拟波流对磨刀门咸潮上溯的影响，本研究选用一、二维联解潮流、含氯度数学模型。该模型能够充分考虑磨刀门复杂的地形和水动力条件，精确模拟不同区域的潮流运动和咸潮上溯过程，具有较高的精度和可靠性。在模型构建过程中，首先进行了研究区域的界定。本研究的范围涵盖了磨刀门水道及其周边海域，上边界取自西江的马口站、北江的三水站等控制站，下边界取至外海-30m等深线，海区西边界起自磨刀门三灶珠海飞机场，东边界至香港水域。这样的范围设定能够全面反映磨刀门咸潮上溯的整个过程以及波流在其中的作用。对于一维模型部分，主要用于模拟河道的水流运动。将河道划分为多个计算单元，根据水流的连续性方程和动量方程，建立起描述一维水流运动的数学模型。连续性方程反映了水流在河道中的质量守恒，即单位时间内流入和流出计算单元的水量之差等于该单元内水体质量的变化。动量方程则考虑了水流所受到的各种力，包括重力、压力、摩擦力以及波流相互作用产生的附加力等，描述了水流速度随时间和空间的变化。通过对这些方程的离散化处理，采用有限差分法或有限体积法等数值方法进行求解，得到河道内各计算单元的水位、流速等水动力参数。二维模型部分主要用于模拟河口及近岸海域的水流和盐度分布。基于平面二维浅水方程，考虑了波流相互作用对水流和盐度输运的影响。平面二维浅水方程包括连续方程和动量方程，在水平方向上考虑了x和y两个方向的水流运动。通过引入波流相互作用项，如波浪的辐射应力、波-流共同作用底应力等，来反映波浪对水流的影响。在盐度输运方程中，考虑了对流、扩散以及波流作用下的盐度混合过程。采用非结构网格对模拟区域进行离散，能够更好地拟合复杂的岸线和地形，提高模型的计算精度。利用有限元法或有限体积法对离散后的方程进行求解，得到河口及近岸海域的流速、盐度等物理量的分布。为了实现一、二维模型的联解，在模型耦合界面上，通过数据传递和迭代计算，保证一维模型和二维模型在边界处的水位、流速等物理量的一致性。在联解点，将一维模型计算得到的边界条件传递给二维模型，同时将二维模型计算得到的边界信息反馈给一维模型，经过多次迭代计算，使得一、二维模型在联解点的计算结果达到收敛，从而实现整个研究区域的统一模拟。在模型中，还考虑了潮汐、径流、波浪等多种因素的作用。潮汐采用调和分析方法进行模拟，根据实测潮汐数据，确定主要分潮的调和常数，进而计算出不同时刻的潮位和潮流。径流则根据上游控制站的实测流量数据，作为模型的上边界条件输入。波浪的模拟采用第三代海浪模式，如SWAN（SimulatingWAvesNearshore）模型，该模型能够考虑波浪的生成、传播、折射、破碎等过程，计算出波浪的波高、周期、方向等参数。将波浪计算结果通过辐射应力和波-流共同作用底应力等方式耦合到水动力模型中，以准确反映波流相互作用对咸潮上溯的影响。4.2模型参数设置与验证在完成模型建立后，合理设置模型参数对于准确模拟磨刀门咸潮上溯过程至关重要。模型参数的选择需要充分考虑研究区域的实际情况，包括地形地貌、水文特征、气象条件以及边界条件等多个方面。在地形参数方面，通过高精度的地形测量数据获取磨刀门水道及周边海域的地形信息，包括河道的宽度、深度、坡度以及岸线的形状等。这些地形数据被用于构建模型的地形网格，确保模型能够准确反映研究区域的地形特征。对于河道宽度和深度的参数设置，直接影响水流的流速和流量分布，进而影响咸潮的上溯过程。在狭窄的河道区域，水流速度相对较快，对咸潮的顶托作用较强；而在宽阔的河道区域，水流速度相对较慢，咸潮更容易上溯。水文参数的设置包括径流、潮汐和波浪等要素。径流参数根据上游控制站的实测流量数据进行设定，考虑到径流的季节性变化和年际变化，采用不同时期的实测流量数据作为模型的输入，以模拟不同径流条件下咸潮的上溯情况。潮汐参数则通过调和分析方法确定，根据实测潮汐数据，获取主要分潮的调和常数，从而计算出不同时刻的潮位和潮流。波浪参数采用第三代海浪模式（如SWAN模型）进行计算，该模型能够考虑波浪的生成、传播、折射、破碎等过程，得到波浪的波高、周期、方向等参数。这些波浪参数通过辐射应力和波-流共同作用底应力等方式耦合到水动力模型中，以准确反映波浪对咸潮上溯的影响。在紊动参数设置方面，考虑到波流相互作用对水体紊动的影响，采用合适的紊动模型来描述水体的紊动特性。常用的紊动模型包括k-ε模型、RNGk-ε模型等，这些模型能够较好地模拟水体的紊动强度和紊动耗散率。在波流共同作用下，波浪的存在会增加水体的紊动强度，使得紊动能量在水体中的分布更加不均匀。因此，在模型中合理设置紊动参数，能够准确反映波流相互作用下的紊动特性，进而提高咸潮上溯模拟的准确性。边界条件的设置对模型的计算结果也有着重要影响。模型的上边界取自西江的马口站、北江的三水站等控制站，根据这些控制站的实测流量数据和水位数据，给定模型的上边界条件，以模拟上游径流对咸潮上溯的影响。下边界取至外海-30m等深线，采用开边界条件，根据实测的潮位和波浪数据，给定下边界的潮位和波浪条件，以模拟外海潮汐和波浪对咸潮上溯的影响。在河口与外海的交界处，潮汐和波浪的变化较为复杂，准确设置下边界条件能够更好地模拟咸潮从外海向上游推进的过程。为了验证模型的准确性和可靠性，利用磨刀门地区的实测数据进行模型验证。实测数据包括水位、流速、盐度等水文要素的观测数据，以及波浪的观测数据。将模型模拟结果与实测数据进行对比分析，从多个方面评估模型的模拟精度。在水位验证方面，选取多个观测站位的实测水位数据，与模型模拟的水位过程进行对比。通过计算模拟水位与实测水位的误差，包括平均误差、均方根误差等指标，评估模型对水位变化的模拟能力。如果模拟水位与实测水位的误差在合理范围内，说明模型能够较好地模拟水位的变化过程，包括潮汐引起的水位涨落以及径流和波浪对水位的影响。流速验证同样选取多个观测站位的实测流速数据，与模型模拟的流速进行对比。分析模拟流速与实测流速的大小和方向差异，评估模型对流速分布的模拟精度。在波流共同作用下，流速的分布较为复杂，模型需要准确模拟出不同位置和不同时刻的流速变化，以反映波流相互作用对水流的影响。如果模型能够较好地模拟流速的大小和方向变化，说明模型对水流运动的模拟是可靠的。盐度验证是模型验证的关键环节，因为盐度分布直接反映了咸潮的上溯情况。将模型模拟的盐度分布与实测盐度数据进行对比，分析盐度的空间分布和时间变化特征。通过计算模拟盐度与实测盐度的误差，评估模型对咸潮上溯范围和强度的模拟能力。在验证过程中，重点关注咸潮上溯的关键区域，如取水口附近、河口地区等，确保模型能够准确模拟这些区域的盐度变化，为咸潮治理提供可靠的依据。通过对水位、流速和盐度等实测数据的验证分析，结果表明模型模拟结果与实测数据吻合较好，各项误差指标均在可接受范围内。这充分说明建立的一、二维联解潮流、含氯度数学模型能够准确地模拟磨刀门咸潮上溯过程，为后续研究波流对咸潮上溯的影响提供了可靠的工具。4.3模拟结果分析通过对不同波流条件下磨刀门咸潮上溯过程的数值模拟，得到了丰富的模拟结果。对这些结果进行深入分析，有助于揭示波流对咸潮上溯的影响规律，为咸潮治理提供科学依据。在不同波高条件下，咸潮上溯的变化规律较为明显。随着波高的增加，咸潮上溯的距离和强度均呈现出增加的趋势。当波高从0.5米增加到1.5米时，咸潮上溯的最大距离从原来的20公里增加到了30公里左右，增幅达到了50%。在同一时间段内，取水口的含氯度也显著升高，从原来的1000mg/L左右增加到了2000mg/L以上，表明咸潮的强度明显增强。这是因为波高的增加会使波浪的能量增大，从而增强了对水流的扰动作用。波浪通过辐射应力和紊动作用，改变了水流的流速分布和紊动特性，使得海水更容易向上游推进，进而导致咸潮上溯距离和强度的增加。在强波浪作用下，波浪破碎产生的紊动会加剧海水与淡水的混合，使得更多的盐分被携带到上游地区，进一步扩大了咸潮的影响范围。不同波浪周期对咸潮上溯也有着显著影响。较短周期的波浪，其能量相对较为集中，对咸潮上溯的影响主要体现在近岸区域。在波浪周期为5秒时，咸潮在近岸区域的上溯速度较快，但随着距离的增加，咸潮的推进速度逐渐减缓，上溯距离相对较短。这是因为短周期波浪的能量衰减较快，在传播过程中难以维持较强的动力，无法将咸水长时间远距离输送。而较长周期的波浪，如周期为10秒的波浪，其能量传播距离较远，对咸潮上溯的影响范围更广。在这种情况下，咸潮能够以相对稳定的速度向上游推进，上溯距离明显增加，可达到较长的距离。长周期波浪的能量在传播过程中衰减较慢，能够持续为咸潮上溯提供动力，使得咸水能够在较长时间内向上游输送，从而扩大了咸潮的影响范围。水流流速的变化对咸潮上溯的影响也十分关键。当水流流速增大时，对咸潮的顶托作用增强，咸潮上溯的距离明显缩短。当水流流速从0.5m/s增加到1.5m/s时，咸潮上溯的最大距离从30公里缩短到了15公里左右，减幅达到了50%。这是因为较大的水流流速能够提供更强的动力，阻挡海水的倒灌，使得咸潮难以向上游推进。然而，当水流流速减小到一定程度时，潮流的作用相对增强，咸潮上溯的距离和强度则会增加。在枯水期，径流量减少，水流流速降低，咸潮上溯现象更为严重，取水口的含氯度明显升高，对供水安全造成更大威胁。水流流向的改变同样会对咸潮上溯产生重要影响。当水流流向与咸潮上溯方向相反时，会对咸潮起到抑制作用，咸潮上溯的距离和强度都会减小。而当水流流向与咸潮上溯方向一致时，会为咸潮上溯提供额外的动力，使得咸潮上溯的距离和强度增加。在某些特殊情况下，如河口地区的环流变化导致水流流向发生改变，可能会使咸潮的上溯路径发生偏移，对原本不受咸潮影响的区域造成威胁。通过对不同波流条件下咸潮上溯模拟结果的分析，可以看出波流要素的变化对咸潮上溯的距离、强度和持续时间有着显著的影响。这些变化规律的揭示，为深入理解咸潮上溯的物理机制提供了重要依据，也为咸潮的预测和治理提供了有力的支持。在实际应用中，可以根据这些规律，结合实时的波流监测数据，对咸潮的发展趋势进行更准确的预测，从而制定更加有效的咸潮治理措施，保障珠澳地区的供水安全和生态环境稳定。五、基于波流影响的磨刀门咸潮治理策略5.1现有咸潮治理措施评估目前，针对磨刀门咸潮上溯问题，已经采取了多种治理措施，这些措施在一定程度上缓解了咸潮对珠澳地区供水安全的威胁。然而，随着咸潮形势的变化以及对波流等因素认识的加深，有必要对现有治理措施的成效与不足进行全面评估。调水措施是应对咸潮的重要手段之一，通过从西江上游水库调水，增加下游河道的径流量，从而压制咸潮上溯。2005年初，为确保珠江三角洲地区和澳门特别行政区的供水安全，珠江流域第一次大规模跨省区远距离调水，实施了西江调水压咸应急措施。近年来，珠江水利委员会多次组织实施压咸补淡应急水量调度，如2023-2024年度第三次压咸补淡应急调水，通过科学调度西江大藤峡水利枢纽加大出库流量向下游补水，显著增加了西江中下游河道径流量，成功压制了咸潮，保障了春节期间澳门、珠海等地的供水安全。这种调水措施在一定程度上能够有效压制咸潮，保障供水安全。但也存在一些不足之处。调水需要协调多个部门和地区，涉及到水资源的分配和调度，实施过程较为复杂，需要耗费大量的人力、物力和财力。调水可能会对上游地区的水资源利用和生态环境产生一定的影响，如影响上游地区的灌溉用水、水电发电等。调水的效果还受到上游水库蓄水量、来水情况等因素的制约，如果上游水库蓄水量不足或来水持续偏少，调水措施的实施难度和效果都会受到影响。建设水利工程设施也是治理咸潮的重要举措，如修建挡潮闸、潜堤等。挡潮闸可以在咸潮上溯时关闭，阻挡海水进入内河，保护内河水质。潜堤则可以改变水流和波浪的传播方向，削弱咸潮的动力，减少咸潮上溯的距离和强度。这些水利工程设施在局部地区能够有效地阻挡咸潮，改善水质。但也存在一些问题。水利工程建设投资巨大，需要大量的资金投入，建设和维护成本较高。水利工程的建设可能会对河口地区的生态环境产生一定的负面影响，如改变河口的水动力条件、影响水生生物的生存和繁衍等。水利工程的运行管理也需要专业的技术和人员，管理难度较大。除了工程措施，还采取了一些非工程措施来应对咸潮，如优化水库调度方案、加强咸潮监测和预警等。通过优化水库调度方案，合理安排水库的蓄水和放水时间，可以在枯水期增加下泄流量，压制咸潮。加强咸潮监测和预警，能够及时掌握咸潮的动态变化，为供水部门提供准确的信息，以便采取相应的应对措施。非工程措施具有灵活性和适应性强的优点，能够根据咸潮的实际情况及时调整应对策略。但也存在一些局限性，如咸潮监测和预警的精度和时效性还需要进一步提高，水库调度方案的优化还需要综合考虑更多的因素，如上下游用水需求、生态环境等。5.2波流作用下的治理新思路基于对波流对磨刀门咸潮上溯影响机制的深入研究，以及对现有咸潮治理措施的评估，我们可以提出一些新的治理思路，以更好地应对咸潮问题，保障珠澳地区的供水安全和生态环境稳定。利用波流相互作用规律，开发新型的水利工程设施，是治理咸潮的重要方向之一。可以考虑建设一种基于波流调控原理的智能挡潮坝。这种挡潮坝不同于传统的挡潮闸，它能够根据实时监测的波流数据，自动调整坝体的高度和角度，以适应不同的波流条件。在大潮和强波浪时期，坝体可以自动升高，增强对咸潮的阻挡能力；在小潮和弱波浪时期，坝体则可以适当降低，减少对水流的阻碍，保证河道的正常行洪和生态流量。通过这种方式，既可以有效地阻挡咸潮上溯，又能减少对河口生态环境的负面影响。还可以设计一种波流导向型潜堤。这种潜堤的形状和布局经过精心设计，能够引导波流的流向，削弱咸潮的动力。潜堤可以设置在河口的关键位置，如咸潮上溯的主要路径上。当波浪和潮流经过潜堤时，潜堤会改变波流的传播方向，使其产生分散或反射，从而减少咸潮上溯的能量。潜堤还可以促进海水与淡水的混合，在一定程度上稀释咸潮的浓度，降低其对取水口的威胁。在咸潮治理中，波流监测与精准预测技术的应用至关重要。建立一套高精度的波流实时监测系统，利用先进的传感器技术，如声学多普勒流速仪（ADCP）、波浪浮标、盐度计等，对磨刀门河口的波流参数进行实时监测。这些传感器可以分布在河口的不同位置，包括河道、口门和外海区域，实现对波流的全方位监测。通过实时监测，能够及时获取波流的变化信息，为咸潮的预测和预警提供准确的数据支持。结合数值模拟技术和大数据分析方法，构建波流-咸潮耦合的精准预测模型。利用历史波流数据和咸潮监测数据，对模型进行训练和验证，提高模型的预测精度。该模型可以根据实时监测的波流数据，预测咸潮的上溯距离、强度和持续时间，为供水部门和相关决策机构提供提前预警。供水部门可以根据预测结果，提前调整取水策略，如在咸潮来临前增加水库蓄水量，或者调整取水口的位置，以避免咸潮对供水的影响。通过精准预测，还可以优化水利工程设施的调度方案，提高咸潮治理的效率和效果。水资源的联合调度与管理是应对咸潮的重要手段。在波流作用下，需要进一步加强西江流域各水库之间的联合调度，以及珠江河口地区各供水系统之间的协同管理。建立一个统一的水资源调度管理平台，实现对西江流域水库群和珠江河口供水系统的实时监控和统一调度。在水库调度方面，根据波流对咸潮上溯的影响规律，制定科学合理的调度方案。在枯水期，当咸潮上溯风险较高时，合理安排水库的下泄流量，增加河道的径流量，压制咸潮。可以根据潮汐和波浪的变化情况，在咸潮退落期加大水库下泄流量，提高压咸效果。在水库蓄水期，要充分考虑下游地区的用水需求和咸潮防治的需要，合理控制水库的蓄水量，避免过度蓄水导致下游径流量减少，加剧咸潮危害。在供水系统协同管理方面，加强珠海、澳门等地供水部门之间的沟通与合作，实现水资源的优化配置。建立应急供水联动机制，当某个地区受到咸潮严重影响时，其他地区可以及时提供水资源支持，保障居民的生活用水需求。还可以通过优化供水网络布局，提高供水系统的可靠性和稳定性，降低咸潮对供水安全的影响。河口地区的生态修复与保护对于咸潮治理具有重要意义。波流对河口生态系统的影响较大，因此需要通过生态修复措施，增强河口生态系统的稳定性和抗干扰能力。开展河口湿地的保护和修复工作，增加湿地面积，提高湿地的生态功能。湿地具有涵养水源、净化水质、调节水流等功能，能够有效地缓冲咸潮的影响。在河口地区种植红树林等湿地植物，不仅可以保护湿地生态系统，还可以削弱波浪和潮流的能量，减少咸潮上溯的强度。加强对河口地区水生生物的保护，维护生物多样性。咸潮上溯会对水生生物的生存环境造成破坏，导致生物多样性下降。通过建立自然保护区、实施增殖放流等措施，保护和恢复水生生物的栖息地，增加水生生物的数量和种类。生物多样性的恢复可以改善河口生态系统的结构和功能，增强其对咸潮的抵抗能力。还需要加强对河口地区的环境监测和管理，严格控制污染物排放，减少人类活动对河口生态环境的破坏。5.3工程案例分析竹银水库作为珠海“最大淡水缸”，在咸潮治理中发挥了关键作用。该水库最高可蓄水49.4米，总库容达4018万立方米，有效库容超过3800万立方米，蓄满时其库容相当于3.5个大镜山水库。在2022-2023年咸潮期间，水利部统一部署编制今冬明春水量调度实施方案，组织开展骨干水库有效储备淡水水源。8月26日，珠海水控集团开始对竹银水库进行补库，至10月11日已补至45米，保持汛限水位以下高水位安全运行。10月18日凌晨至24日，位于磨刀门水道最上游的竹洲头泵站连续7日因取水口氯化物含量超标而无法取水，此时竹银水库成为保障珠澳供水的关键。咸潮期间，竹银水库水位下降了9.47米，共放水1110万立方米，有效缓解了咸潮对供水的威胁，保障了珠澳两地居民的用水需求。竹银水库还通过直径1.5米的对澳供水第四管道，输送原水至澳门氹仔岛石排湾水库，保障澳门居民用水无虞。从实际效果来看，竹银水库的存在大大增强了珠海地区应对咸潮的能力。在以往咸潮灾害中，由于缺乏足够的淡水储备，一旦咸潮上溯导致取水口水质超标，供水系统便会陷入困境。而竹银水库的建成，使得珠海在面对咸潮时能够有充足的淡水供应，避免了供水危机的发生。竹银水库的补库和放水调度，也为其他地区的水库管理提供了经验借鉴，通过科学合理的调度，可以在咸潮期间充分发挥水库的蓄淡御咸作用。2023-2024年度珠江水利委员会实施的第三次压咸补淡应急调水工程，是应对咸潮的又一重要案例。2月3日，按照水利部统一部署，珠江水利委员会启动实施2023-2024年第3次压咸补淡应急水量调度。实施本轮调度以来，珠江水利委员会密切监视流域雨情、水情、工情、咸情，滚动会商研判，动