珠江三角洲咸潮特性分析研究

陳 昊

（廣東省水文局惠州水文分局，廣東 惠州 516000）

1 研究目的及意義

咸潮是一種持續干旱下會出現的情況，當降水偏少，同時上游河水的流量不足，以至于海水倒流涌入內陸威脅到飲用水源時，水體鹽度升高，咸潮就會出現。影響咸潮的主要因素有天氣變化、潮汐漲退和上游來水，因此咸潮一般發生在冬季或干旱的季節的河海交匯處，例如珠三角周邊地區。咸潮的影響主要表現在氯化物的含量上，當水中氯化物濃度超過250毫克/升時則不宜飲用。水中鹽度過高則會對人體造成傷害。咸潮還會造成地下水和土壤內的鹽度升高，對珠江三角洲地區農業生產造成嚴重影響，危害當地植物生存。

2021年10月以來，珠江三角洲流域遭遇1963年以來歷史少有的秋冬春夏連旱，來水量為1991年以來同期最小。來水持續偏少導致咸潮上溯。位于珠江三角洲流域下游的地區面臨嚴重的咸潮威脅。以東莞為例，2021年9～11月，東莞市東江沿線部分水廠取水口河段出現了氯化物濃度連續超標的情況，受影響水廠不得不實行間歇性減、停產，對全市的生產生活用水造成了不利影響。咸潮上溯的影響范圍越來越廣，強度也越來越大，因此，及時掌握區域旱情咸情，加強水質監測，深入分析研究珠江三角洲地區咸潮特性，對確保沿線和下游供水區抗旱壓咸成效具有重要作用。

2 咸潮監測站點分布情況

選取廣東省水文水資源監測中心在珠江三角洲流域中設置的71個有可能受咸潮影響的常規水質監測站點作為研究對象，其中西北江三角洲58個，東江三角洲13個，站點分布見圖1。

圖1 珠江三角洲咸潮監測站點分布

3 咸潮時間趨勢分析

對71個站點的氯化物濃度進行時間趨勢分析，主要通過箱線圖統計濃度月度變化情況、季節性Kendall趨勢檢驗法等。

3.1 氯化物濃度月度變化箱線圖

以東莞水道的站點為例（泗盛、厚街、東莞水廠、石龍南），取4個站點2016年1月～2022年2月每月氯化物監測數據并作自然對數變換，作氯化物濃度月度變化箱線圖，如圖2所示，可以發現位置最靠近河口的泗盛氯化物濃度受汛期影響最為明顯，呈現明顯的非汛期上升而汛期下降的變化規律，即1～3月和10～12月氯化物濃度均處在較高水平，而4～9月則相對較低，其中4、5月開汛時期氯化物濃度變化幅度較大。而位置第二靠近河口的厚街的氯化物濃度同樣也受汛期影響，也呈現非汛期上升而汛期下降的變化規律，但變化幅度則較為平穩。而位置離河口較遠的東莞水廠和石龍南則基本不受汛期影響，氯化物濃度無明顯升降變化。值得注意的是，東莞水廠10～12月出現的異常值均為2021年10～12月氯化物濃度數據。

圖2 泗盛、厚街、東莞水廠、石龍南2016年1月～2022年2月氯化物濃度月度變化箱線

3.2 季節性Kendall趨勢檢驗法

選擇2016～2021年71個站點氯化物濃度監測數據進行季節性Kendall趨勢檢驗，結果如表1所示?？梢园l現高度顯著上升的站點占絕對多數，無站點顯著下降,說明珠江三角洲地區在2016～2021年期間氯化物濃度水平呈現整體顯著上升的趨勢。

表1 季節性Kendall趨勢檢驗法分析結果

4 咸潮空間趨勢分析

由于2021年珠江三角洲地區遭遇較為嚴重的咸潮上溯問題，因此選取71個站點2021年汛期與非汛期氯化物濃度均值，運用Arcgis10軟件中經驗貝葉斯克里金插值法作氯化物濃度等值線圖，如圖3和圖4所示，可清晰直觀的發現咸潮上溯的范圍及對各個水質監測站點的影響情況。其中氯化物濃度越高越偏黑，濃度越低則越偏灰白，灰線為氯化物國標限值250毫克/升?？梢园l現，咸潮上溯導致非汛期氯化物濃度明顯高于汛期，且咸潮在非汛期時期影響范圍更深更廣，同時非汛期的國標限值250毫克/升灰線較汛期向內河有較為明顯的移動。但不同河口表現不一，具體如下。

圖3 2021年汛期氯化物濃度變化等值線（毫克/升）

圖4 2021年非汛期氯化物濃度變化等值線（毫克/升）

在獅子洋附近的河口中，可明顯看見，在汛期時期咸潮主要影響河口附近的站點，其中虎門大橋站點氯化物濃度較大。東江三角洲的麻涌河、倒運海水道、東江南支流、東莞水道上的代表站點麻涌、洪梅、漳澎、泗盛、厚街等站點均在國標限值250毫克/升灰線以內，而在西北江三角洲，除了虎門水道和蓮花山水道的虎門大橋和蓮花山站點外，其余站點均在國標限值250毫克/升灰線以外，說明東江三角洲河口受咸潮影響的程度要高于西北江三角洲。

而非汛期時期，咸潮對站點的影響范圍則更深更廣。除了河口的站點氯化物濃度大幅提高外，國標限值250毫克/升灰線還出現了明顯的上移，洪奇瀝水道的萬頃沙和洪奇瀝大橋、蕉門水道的南沙和亭角大橋、前航道的黃埔等站點均在國標限值250毫克/升灰線以內。東江北干流的新塘水廠站點為國家重要飲用水水源地——廣州—東莞—惠州東江北干流水源地的水質監測代表站點，與國標限值250毫克/升灰線非常接近，說明該站點在非汛期時期可能會遭受咸潮上溯較大的影響。

在雞啼門水道和磨刀門水道中，咸潮上溯除了對河口站點尖峰大橋和廣昌的氯化物濃度產生較大影響外，也對黃楊新泵站和平崗站點產生一定的影響，其中黃楊新泵站氯化物濃度2022年1月超標，而平崗則是2021年11～12月連續兩個月超標，超標倍數甚至超過了3倍。此2個站點為國家重要飲用水水源地——珠海市黃楊河水源地和珠海-中山市磨刀門水道水源地的常規水質監測代表站點，因此取用水時需要考慮咸潮對水質的影響。

在崖門水道和虎跳門水道中，非汛期中的灰線相較于汛期往內河移動了一定的距離，但距離不遠，未影響至石咀、虎坑和南環等站點，而靠近河口的站點，如官沖和西炮臺，非汛期氯化物濃度均值則明顯高于汛期，說明相對于位于獅子洋的其他河口，這2個水道的咸潮上溯影響并不明顯，但河口站點的氯化物濃度仍有較大變化。

5 結論

在時間趨勢變化上，近6年珠江三角洲地區氯化物濃度水平呈現整體顯著上升趨勢；靠近河口的站點的氯化物濃度呈現明顯的枯水期上升而豐水期下降的變化規律。在空間趨勢變化上，咸潮對于不同河口的影響不同，要充分掌握珠江三角洲咸潮形成機制及活動規律，還需要結合水量、河口動力結構等因素進行更進一步的分析。