Page 66 - 水利学报2025年第56卷第4期

而减小（图 8（e）（f）），表底层盐度差减小，减弱伶仃水道盐度垂向分层。
4.2.3 悬沙垂向分布特征变化 由伶仃洋河口盐淡水
混合状态的变化可知，人类活动中围垦与河床下切加
剧了伶仃洋水道的层化。数模计算结果中虎门站点的
悬沙分布变化情况如图 9 所示，在 1970 年代工况的条
件下，盐度与悬沙的垂向分布均较为均匀，围垦工程
的影响导致过渡期工况条件下盐度层化系数增大，地
形的下切导致河口分层进一步加剧，悬沙的分布也随
之从较为均匀的分布向 L 型分布转化。而在 2010 年代
工况条件下，盐度分层进一步加剧，悬沙的垂向分布 图 9 虎门站点不同工况下悬沙及盐度垂向分布
也更趋于不均匀，离散系数 CV 由受人类活动影响前
的 0.51 增大至 1.02，盐度的分层抑制了悬沙的垂向扩散。

5 讨论

5.1 人类活动影响下伶仃洋河口类型的转变 Geyer 等 ［25］ 根据两个无量纲参数定量将河口分类：（1）淡
1/2
水弗劳德数 F rf = U 0 /( βgS 0 H) ，其代表径流平均流速 U 与重力驱动流之比；其中：H 为水深；S 为海
0 0
1/2
水盐度；β 为盐水收缩系数。（2）混合参数 M = [C d U t / ( ωN 0 H )] ，其代表潮汐时间尺度与垂直湍流混
2
2
合时间尺度的比率，其中：N 为浮力频率；U 为深度平均潮速振幅；ω 为潮汐频率；C 为拖曳系数。
0 t d
混合参数反映了潮汐的能量，淡水弗劳德数则反映了径流的能量输入。
在采砂与土地围垦等人类活动影响下，伶仃洋
河口在 1970—2010 年代间逐渐向“窄深化”发展，
尽管人类活动增强了伶仃洋的潮汐动力，但由于平
均水深的增加，混合参数 M 在 1970—2010 年代期
间呈现下降的趋势。此外形态的变化也导致淡水弗
劳德数在此期间下降。参数的变化也代表伶仃洋河

口的类型在人类活动的影响下发生了转变。如图 10
所示，1970 年代的河口在模拟期间覆盖了潮周期分
层、部分混合和强分层三种类型；过渡期工况下的
河 口 逐 渐 向 左 下 角 移 动 即 逐 步 向 分 层 状 态 转 化 ；
2010 年代的河口在模拟期间覆盖了部分混合与强分

层状态，河口呈现分层的占比增大，该结论与 Ma
等 ［26］ 对伶仃洋同研究时期的结论一致。2010 年代 图 10 伶仃洋河口虎门站点不同工况下悬沙及盐度垂向分布
现状下的珠江河口受到人类活动影响后虽然潮动力
有所增强，但其空间分布亦变得更加不均匀，储南洋 ［20］ 的研究也显示人类活动影响下伶仃洋滩槽间的
潮能分布不均匀，潮能集中于湾顶，表底层水动力的差异也增大。Chen 等 ［27］ 对长江河口的研究发现，
疏浚导致河口环流发生变化，增强了水体层化。结合图 8 可以看到，2010 年代的地形相较于 1970 年代
地形有显著加深且变得更加不均匀，这种地形结构以及表底层水动力的差异也解释了伶仃洋河口受到
人类活动影响后潮动力有所增强但却向分层型河口转化的机理。
5.2 伶仃洋河口水体层化对悬沙捕集效应的影响机制 河口的泥沙与盐度均会影响水体的密度进而影
响水体的层化，数模计算结果表明人类活动加剧了伶仃洋河口的盐度层化，为了评估盐度层化对悬沙
的影响，需要衡量悬沙及盐度层化对水体（密度）层化的影响大小。参考 Burchard 等 ［28］ ，盐度和悬沙浓
度对密度的影响可大致表示为：

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