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磨刀门为珠江流域西江干流的入海口,在珠江八大口门中,输水输沙量最大,向海延伸速率相对较快;同时,因近几十年来本地区的经济发展很快,人类活动(如围垦滩涂、港口和深水航道的建设等)对河口的演变产生了极其深远的影响。本文创新性的使用长周期动力地貌模型(Long-TermMorphodynamicModel)通过选取代表性输入条件(如代表潮,再现了磨刀门河口1964年~1977年的演变过程,并对水动力、地形演变规律以及人类活动对河口动力地貌演变的长周期影响进行了系统的分析。长周期模型由二维水动力模块、二维泥沙输运模块、底床变形模块、总量控制模块和动边界构造而成,其中二维水动力模块采用的是由海洋POM模式发展而来的浅海ECOM模式。
本文对长周期模型计算所得的年均输沙总量、沉积总量和沉积速率、1.5米以上浅滩面积和6个剖面进行了定量的验证。模拟结果显示:1964年~1977年间,磨刀门内海区的鹤州~交杯沙浅滩和上沟快速淤积,13年的平均淤积厚度都在40厘米以上,与之相反,横洲水道的杧州~大井角段和上沟东部深槽冲深扩宽。洪季和枯季磨刀门河口呈现了截然不同的演变趋势。洪季,浅滩淤积,沉槽冲深;而枯季,滩槽都处于淤积状态。磨刀门演变过程是自然因素和人类活动因素共同作用的结果,各种基岩岛屿使动力结构和演变规律呈现多元化,人类活动对整个区域的演变起到了重要的作用。
总而言之,长周期模型已经基本能够较为真实的模拟磨刀门1964年~1977年地形演变的全过程,并显示出了广阔的发展前景。