磨刀门河口位于西江干流入海口,水沙输运量居珠江八大口门之首,水沙动力和沉积等作用形成了磨刀门独特的地形地貌,同时也形成了复杂的咸潮运动。频繁的咸潮运动严重影响人类的生产生活,也对环境生态产生一定的影响。充分了解咸潮运动的影响因素对采取适当的抑咸措施保证供水安全和生态环境的修复有重要意义。迄今国内一些研究在分析磨刀门咸界变化过程时,更多关注主导因素而忽略地形影响,或对地形的影响未展开详细论述,鲜有结合数值模型和观测数据对磨刀门水道不同地形特征河段中咸界变化过程特性的分析,而此类研究在磨刀门咸水上溯规律的认识和掌握中不可或缺。本文为揭示磨刀门河口地形因素对咸界变化过程的影响,以及多种因素共同作用时在不同地形河段时主次关系的变化和咸界响应的特点,结合现场观测和数值模拟的分析,在以往研究基础上进一步补充说明地形对咸界变化过程的影响,从而丰富对磨刀门咸潮运动规律的认识,为咸潮工程控制提供参考。首先,收集磨刀门水道地形资料和枯季水文气象资料,在2017-2018年枯季对磨刀门水道进行现场咸界追踪走航观测;其次,分析磨刀门水道不同河段地形特征;然后,针对不同河段地形特征,进行观测咸界和影响因素的相关性探究;之后利用水动力模型软件Delft3D对磨刀门水道建立三维水动力模型并利用实测资料验证;再次根据河段地形特征分析模型计算结果的盐度和流速分布、咸界对流量的敏感性和盐通量变化;最后根据计算结果分析密度流强度和层化混合状态在不同河段的变化。得到的主要结论如下:(1)河段地形对咸界和径流、潮差、平均海平面以及北向风速相关程度有明显影响。竹排沙下游河段水深相对上游较浅,洲岛相连,将河道分为东、西两个深槽,为洲岛分汊段;竹排沙上游河段水深较大,河宽窄,为单一窄深段。对走航观测的分析发现下游洲岛分汊河段咸界与影响因素的相关系数较小;上游窄深单一河槽咸界与流量和潮差相关性较高,并且咸水易于加速进侵。流量是相关性最高的主导性因素,但当其他因素如潮汐、风和地形等的作用突出时,流量对咸水运动的影响减弱而失去主导地位。(2)对模型计算结果的分析发现咸界在不同河段运动时盐度和流速分布变化趋势不同。咸水在洲岛分汊段的东西槽上溯进程不一致,在珠海大桥东槽-灯笼山东槽-联石湾西槽-竹排沙西槽的落流优先通道上退落速度较大,在珠海大桥西槽-灯笼山西槽-联石湾东槽-竹排沙东槽的涨流优先通道上溯速度较大;咸水上溯至单一窄深河道后,对流量变化的敏感性更高,深槽的上游坡和下游坡分别会阻滞底层咸水上溯和退落。(3)上游单一窄深河槽和下游洲岛分汊段密度流强度变化和层化混合状态存在差异。咸界位于不同河段时对流量和潮差的响应不同。密度流强度向上游递减,由于上游河段上游坡的阻滞作用,神湾港上游坡密度流强度大于下游坡。咸水上溯至单一窄深河槽后由于深槽上游坡层化程度增强且盐分在小潮期向陆输移增加从而促使咸水继续向上游上溯。磨刀门水道整体倒坡地形会减小表层水体密度流强度,上游单一窄深河段河床起伏变化对表层密度流强度影响较小,对底层咸水主体影响较大。