前言
河口海岸地区自然资源丰富,人口众多,经济发达,开发程度较高,历来为人类生产、生活、贸易和息游之场所。河口、海岸区位于陆海交汇地带,动力条件多变,地貌演变迅速,沉积过程复杂,生态环境脆弱,加之全球变暖和频繁的人类活动,使该地区的各种现象更加趋于复杂;河口、海岸区也是人类起居和生活的繁衍地,是当代经济商贸的重要地带,它的开发利用对经济发展有重要的促进作用。研究这些地区的动力因素、地貌演变、环境变化等对人类来说有着重要的意义。
河口海岸地区长期的、主要的水动力因素是波浪和水流(潮流、径流、波生近岸流等),在这些水动力因素作用下引起泥沙运动(引起泥沙运动的水动力因素还有风暴潮等偶发因素),泥沙运动的结果会产生岸滩冲刷、淤积、岸线变形、港口航道淤积、防波堤等建筑物根底部淘刷等问题,而这些问题是河口海岸地区海岸工程、水运水利工程、港口工程等必须要考虑和解决的问题。近些年来,人们对海岸、河口水动力泥沙的运动规律越来越重视,如长时间尺度的地貌演变过程,海岸、河口潮汐通道的稳定性,重金属和有毒废弃物经泥沙颗粒吸附后的传输问题,泥沙作为背景场对各种生态过程的影响问题等等。以上所有这些都需要对水沙的输移规律有更深的认识和预测手段,以便指导工程实践。
黄茅海是地处珠江三角洲西部由虎跳门和崖门两个口门汇入的喇叭形河口湾,地理位置优越,自然条件优良,蕴藏着巨大的开发潜力。近十几年来,该河口区经济社会发展迅速,人类活动影响剧烈,口门演变延伸速度加快,河口淤积严重,通航水深不足,河口环境呈恶化趋势。因此,对黄茅海水沙输移进行研究是认识该河口地区环境演变规律的基础,不仅可以了解黄茅海及海岸的演变规律,指导相关的生产实践,为珠江河口综合整治提供科学依据,而且对保护珠江河口海岸环境,控制并治理水污染,具有一定的应用价值和科学意义。为此,本书通过对黄茅海水域水沙规律的研究和工程应用,以期指导实践。
本书是依据编著者多年来的黄茅海科研成果和学术界、工程界针对黄茅海水沙方面所发表的主要研究成果编写而成。主要内容包括黄茅海水沙运动规律、数值模拟方法及工程应用实践。
全书共8章,第1章~第4章主要论述了黄茅海水沙运动的基本规律及其演变机制,第5章~第6章主要论述黄茅海水沙运动的数学模型研究与数值模拟,第7章重点阐述了黄茅海水域之重要港口高栏港的回淤研究工作及其成果,第8章列举了珠海港高栏港区规划和台山核电站工程两个有代表性的应用实例,重点阐述了数学模型研究方法在其中的应用。本书第1章、第3章3.3、第5章、第6章、第7章、第8章由张心凤著,第2章、第3章3.1和3.2由卢素兰著,第4章由李越和卢素兰著。全书由张心凤构思、提出编写大纲并统稿,由陈文彪定稿。除了上述主要编写人员外,参与有关工作的还有蒋星科、徐峰俊、武亚菊、钱树芹、王腾飞、蔡潇佳等,谨向他们致以诚挚的谢意。
本书对黄茅海水沙运动的研究虽然取得了一定的成果,但由于河口海岸水沙运动的复杂性和海岸工程的多样性,本书所涉及的水流泥沙问题,无论在广度上还是深度上都很有限。本书仅是阶段性的研究成果,诸多问题还有待深入研究。由于受经费、条件和编著者水平等多种因素所限,书中不足乃至错误之处在所难免,恳请读者不吝赐教。
作者
2015年6月于广州