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区域合作

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珠江河口

香港位于珠江的出口,见证了珠江三角洲在过去多年最急速的经济发展。然而,由于发展与人类活动息息相关,不断增加的污染负荷无可避免地对水环境造成了日益沉重的压力。

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珠江三角洲的地域范围
珠江三角洲的地域范围

2000年8月,粤港政府携手在「粤港持续发展与环保合作小组」(合作小组)之下成立了「珠江三角洲水质保护专题小组」(专题小组),以促进保护珠江河口地区水环境的交流和合作。

珠江河口地区水环境

由于珠江河口地区天然环境复杂,地域范围广阔,要有效管理和保护该区的水环境并不容易。河口水体由河网和近岸海域两个主要部分组成,两个水体之间的水动力互动作用,机理极为复杂。

首先,上游流域汇聚的淡水在流经珠三角河网时分流至多条较小的支流,最终经虎门、蕉门、洪奇门、横门、磨刀门、鸡啼门、虎跳门及崖门等八大口门流入珠江河口。珠江的流量差异很大:枯水期每秒不足4,000立方米;丰水期每秒可达28,000立方米;在洪水期,最大流量可超过每秒40,000立方米。

另一方面,河口亦受近岸海域的潮汐所影响。由于珠江河口地势较为平坦,潮汐运动可以伸延至河网上游部分,并将咸水带至河网中。此外,由于珠江流出的淡水与海水的密度差异很大,加上水面的热辐射作用,引致河口和近岸海域特别在丰水期出现强烈层化现象,使珠江水环境状况更为复杂。

珠三角水质模型

为促进区域水质管理合作,提高水环境管理的科学水平,专题小组在2008年为珠江河口地区共同研制了一套水质电脑模型,即珠三角水质模型。该项目的主要目的,是建造一套能够同时模拟河网和近岸海域复杂的水流分布和水质变化过程的电脑模型。

过往的模型通常是专门为研究河网而设计和建造(河网模型),或纯粹为研究河口和近岸海域系统而研制(河口模型)。由于河网和河口系统的天然本质完全不同,这些模型亦采用了截然不同的模拟方法,以分别模拟河网和河口的不同水环境条件。但在实际情况中,河网、河口和近岸海域是一个不可分割的整体,彼此间存在互动的关系。

为全面了解珠江三角洲和珠江河口水环境高度复杂的特点,珠三角水质模型项目分别建立了珠江三角洲河网区一维水动力与水质模型(采用电脑软件SOBEK)和珠江河口三维水动力与水质模型(采用电脑软件Delft3D),并建立了一维、三维水动力与水质模型的动态耦合计算方法,以同时模拟河网和近岸海域的水动力及水质状况,这技术是在珠三角地区的一项崭新尝试。

河网模型的覆盖范围分别向北面沿北江伸展至石角及鸦岗、向东面沿东江伸展至博罗及麒麟嘴、向西面沿西江及潭江伸展至高要及石嘴。另一方面,河口模型则覆盖西面的镇海湾至东面的大亚湾,并由岸边向外伸展至75米等深綫一带。

河网及河口模型均能计算出污染物的输移特征及各项水质变化过程。珠三角水质模型涵盖水体及底泥中超过30种水质参数,例如盐度、温度、悬浮固体、溶解氧、生化需氧量及营养物,以及有关的物理和生化过程,例如水体大气复氧、悬浮固体沉淀、有机物分解、藻类生长和氮的硝化作用等。

模型成果通过了由粤港双方组成的专家组的技术鉴定。专家组认为,本项目采用的研究方法和技术路线先进,总体设计合理。模型的实用性和可操作性强,总体上达到国际先进水平。在模型覆盖的面积、模拟因子的数量、一维河网及三维河口水质模型的动态耦合方法、模拟结果的动态显示技术等方面已达国际领先水平。详情请参阅《珠江三角洲水质模型最终研究报告》

加强水环境管理合作

粤港政府在2014年合作完成了一项研究,利用珠三角水质模型评估珠江河口在不同水质目标下的纳污能力。研究结果显示,在粤港两地逐步拓建和优化污水基础建设下,珠江河口的有机污染物水平(以化学需氧量而言)达到相关海水水质标准,但营养物水平(以氮和磷而言)则未能附合相关标准。双方将共同努力推进污染控制措施以应付未来发展的需要,并加强水环境管理合作以达至保护珠江河口水质的共同目标。

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珠三角水质模型的设计简图
珠三角水质模型的设计简图,包括一维河网模型(SOBEK)及三维河口模型(Delft3D)

模拟片段

为了让读者对珠三角水质模型成果有更直接的体会,我们特别利用三维可视化工具制作了以下模拟片段,显示在河网中一个假设的连续点源排放,其污染物在珠三角河网及河口水域的扩散过程。

例子1:丰水期的情景。
例子2:枯水期的情景。

 

 

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