刘海晨1, 2, 何贤钊1, 2, 杨震1, 2, 张萍3*, 杨清书1, 2
2. 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东 珠海 519082;
3. 河口海岸全国重点实验室(华东师范大学), 上海 200241
LIU Haichen1, 2, HE Xianzhao1, 2, YANG Zhen1, 2, ZHANG Ping3*, YANG Qingshu1, 2
2. Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Zhuhai), Zhuhai 519082, China;
3. State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research, East China Normal University, Shanghai 200241, China
摘要: 河口是经济发达且风暴频发区域,其最高风暴潮位受风暴增水–天文潮–洪水跨尺度动力耦合影响,同时大规模人类活动引发地貌动力格局演变,研究新格局的风暴潮响应机制对其风险防治具有重要意义。本研究聚焦珠江河口“湾–门–潮道”独特地貌系统,即粤港澳大湾区核心区域,以2017年遇天文大潮的“天鸽”台风为例,采用Delft3D模拟人类活动引起的地貌格局异变前(1960s)、后(2020s)最高风暴潮位变化,并剖析其机制。模拟结果表明,地貌“窄深化”导致最高风暴潮位呈现空间差异:河口湾小幅升高(增幅达0.22m,9%),虎门基本不变,而潮道大幅升高(0.51m,21%)。因子贡献分析表明,最高风暴潮位对地貌演变的响应由风暴增水主导(占比约40~105%),其贡献在潮道增幅最大(0.46m,占比90%),而天文潮贡献(−30~35%)和因子间非线性相互作用贡献(−20~50%)的影响相对较小。根据动量、能量及地貌动力分析,河口湾围垦增强平面辐聚效应,放大风暴增水贡献,是最高风暴潮位升高的主要原因;虎门因不同人类活动效应抵消及能量调节功能保持稳定;潮道则因浚深减弱底摩擦,风暴增水和天文潮贡献增大,显著抬升最高风暴潮位。叠加洪水的“三聚首”情景模拟表明,洪水和非线性相互作用贡献增大,共同导致最高风暴潮位升高(最大0.26m,9%),加剧风暴潮风险。