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區域合作

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珠江河口

香港位於珠江的出口,見證了珠江三角洲在過去多年最急速的經濟發展。然而,由於發展與人類活動息息相關,不斷增加的污染負荷無可避免地對水環境造成了日益沉重的壓力。

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珠江三角洲的地域範圍
珠江三角洲的地域範圍

2000年8月,粵港政府携手在「粵港持續發展與環保合作小組」(合作小組)之下成立了「珠江三角洲水質保護專題小組」(專題小組),以促進保護珠江河口地區水環境的交流和合作。

珠江河口地區水環境

由於珠江河口地區天然環境複雜,地域範圍廣闊,要有效管理和保護該區的水環境並不容易。河口水體由河網和近岸海域兩個主要部分組成,兩個水體之間的水動力互動作用,機理極為複雜。

首先,上游流域匯聚的淡水在流經珠三角河網時分流至多條較小的支流,最終經虎門、蕉門、洪奇門、橫門、磨刀門、雞啼門、虎跳門及崖門等八大口門流入珠江河口。珠江的流量差異很大:枯水期每秒不足4,000立方米;豐水期每秒可達28,000立方米;在洪水期,最大流量可超過每秒40,000立方米。

另一方面,河口亦受近岸海域的潮汐所影響。由於珠江河口地勢較為平坦,潮汐運動可以伸延至河網上游部分,並將鹹水帶至河網中。此外,由於珠江流出的淡水與海水的密度差異很大,加上水面的熱輻射作用,引致河口和近岸海域特別在豐水期出現強烈層化現象,使珠江水環境狀況更為複雜。

珠三角水質模型

為促進區域水質管理合作,提高水環境管理的科學水平,專題小組在2008年為珠江河口地區共同研製了一套水質電腦模型,即珠三角水質模型。該項目的主要目的,是建造一套能够同時模擬河網和近岸海域複雜的水流分布和水質變化過程的電腦模型。

過往的模型通常是專門為研究河網而設計和建造(河網模型),或純粹為研究河口和近岸海域系統而研製(河口模型)。由於河網和河口系統的天然本質完全不同,這些模型亦採用了截然不同的模擬方法,以分別模擬河網和河口的不同水環境條件。但在實際情況中,河網、河口和近岸海域是一個不可分割的整體,彼此間存在互動的關係。

為全面了解珠江三角洲和珠江河口水環境高度複雜的特點,珠三角水質模型項目分別建立了珠江三角洲河網區一維水動力與水質模型(採用電腦軟件SOBEK)和珠江河口三維水動力與水質模型(採用電腦軟件Delft3D),並建立了一維、三維水動力與水質模型的動態耦合計算方法,以同時模擬河網和近岸海域的水動力及水質狀況,這技術是在珠三角地區的一項嶄新嘗試。

河網模型的覆蓋範圍分別向北面沿北江伸展至石角及鴉崗、向東面沿東江伸展至博羅及麒麟嘴、向西面沿西江及潭江伸展至高要及石嘴。另一方面,河口模型則覆蓋西面的鎮海灣至東面的大亞灣,並由岸邊向外伸展至75米等深綫一帶。

河網及河口模型均能計算出污染物的輸移特徵及各項水質變化過程。珠三角水質模型涵蓋水體及底泥中超過30種水質參數,例如鹽度、溫度、懸浮固體、溶解氧、生化需氧量及營養物,以及有關的物理和生化過程,例如水體大氣復氧、懸浮固體沉澱、有機物分解、藻類生長和氮的硝化作用等。

模型成果通過了由粵港雙方組成的專家組的技術鑒定。專家組認為,本項目採用的研究方法和技術路線先進,總體設計合理。模型的實用性和可操作性强,總體上達到國際先進水平。在模型覆蓋的面積、模擬因子的數量、一維河網及三維河口水質模型的動態耦合方法、模擬結果的動態顯示技術等方面已達國際領先水平。詳情請參閱《珠江三角洲水質模型最終研究報告》

加強水環境管理合作

粵港政府在2014年合作完成了一項研究,利用珠三角水質模型評估珠江河口在不同水質目標下的納污能力。研究結果顯示,在粵港兩地逐步拓建和優化污水基礎建設下,珠江河口的有機污染物水平(以化學需氧量而言)達到相關海水水質標準,但營養物水平(以氮和磷而言)則未能附合相關標準。雙方將共同努力推進污染控制措施以應付未來發展的需要,並加強水環境管理合作以達至保護珠江河口水質的共同目標。

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珠三角水質模型的設計簡圖
珠三角水質模型的設計簡圖,包括一維河網模型(SOBEK)及三維河口模型(Delft3D)

模擬片段

為了讓讀者對珠三角水質模型成果有更直接的體會,我們特別利用三維可視化工具製作了以下模擬片段,顯示在河網中一個假設的連續點源排放,其污染物在珠三角河網及河口水域的擴散過程。

例子1:豐水期的情景。
例子2:枯水期的情景。

 

 

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