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深圳近30年高速城市化进程中,由于人口增长、围垦等一系列的人类活动造成了深圳湾近年来泥沙淤积速率加快,滩涂面积增大。由此引发一系列环境问题,如水质恶化、底泥黑臭等。因此,深圳湾的治理迫在眉睫,为此我们提出工程手段改善湾内水动力条件,减缓泥沙淤积现状,为深圳湾治理和规划提供参考。通过对深圳湾水体的动力、水质、泥沙以及底泥淤积进行分析,结合文献资料,根据深圳湾地形形态和淤积现状,提出了深圳湾局部范围清淤,清淤后的底泥构建人工岛;设置人工岛方案,旨在改善湾内动力,减缓或改善深圳湾内泥沙淤积现状。人工岛拟设置在大沙河口附近,西侧及北侧与岸线平行,两侧通道约800 m宽,面积约为2.2 km~2,并通过水环境模型方法评价人工岛方案的可行性。采用Delft3d模型建立了深圳湾珠江口的水动力模型,并通过实测资料进行验证,高低潮位平均误差为0.05 m和0.06 m,流速和流向误差分别为0.07 m/s~0.11m/s和27.6°~33.0°,盐度相对误差为2.9%~4.1%,验证结果表明模型能较准确模拟深圳湾的流场及污染物扩散。深圳湾涨潮时,平均流速为0.29 m/s,平均盐度为21.97 ppt;落潮时平均流速为0.38 m/s,平均盐度为19.82 ppt;大潮期涨、落潮量分别为1.50亿和1.52亿m~3。采用所建立的模型模拟分析了人工岛方案前后水动力、潮量、污染物扩散等在湾内变化特征。计算结果表明:人工岛两侧通道平均流速增大,南北向通道平均增加60.0%,东西向通道平均增加27.7%,流速的增加有利于维护东西和南北通道的稳定性;近湾口断面及湾中部断面的平均流速都有减小,降幅约为2.4%和4.6%;人工岛南侧断面流速增大,增幅为11.1%;深圳湾上游断面平均流速增幅为0.1%。潮汐主要通道流速的增大,有助于泥沙的冲刷,减缓淤积。15 d连续潮计算结果表明,人工岛方案平均每个潮净潮量会增加约3.4万m~3,落潮历时平均延长1.4 min。净潮量增加及落潮历时延长有助于带走更多泥沙,从而改善淤积现状。人工岛方案下,深圳湾近湾口处污染物浓度降低,内湾有所升高,岛西侧通道的TIN浓度下降约0.800 mg/L,TP下降0.0400 mg/L;岛北侧的TIN升高0.200mg/L,TP升高0.0020 mg/L,总体上,建人工岛方案对污染扩散影响较小。