珠江三角洲咸潮特性分析研究

陈 昊

（广东省水文局惠州水文分局，广东 惠州 516000）

1 研究目的及意义

咸潮是一种持续干旱下会出现的情况，当降水偏少，同时上游河水的流量不足，以至于海水倒流涌入内陆威胁到饮用水源时，水体盐度升高，咸潮就会出现。影响咸潮的主要因素有天气变化、潮汐涨退和上游来水，因此咸潮一般发生在冬季或干旱的季节的河海交汇处，例如珠三角周边地区。咸潮的影响主要表现在氯化物的含量上，当水中氯化物浓度超过250毫克/升时则不宜饮用。水中盐度过高则会对人体造成伤害。咸潮还会造成地下水和土壤内的盐度升高，对珠江三角洲地区农业生产造成严重影响，危害当地植物生存。

2021年10月以来，珠江三角洲流域遭遇1963年以来历史少有的秋冬春夏连旱，来水量为1991年以来同期最小。来水持续偏少导致咸潮上溯。位于珠江三角洲流域下游的地区面临严重的咸潮威胁。以东莞为例，2021年9～11月，东莞市东江沿线部分水厂取水口河段出现了氯化物浓度连续超标的情况，受影响水厂不得不实行间歇性减、停产，对全市的生产生活用水造成了不利影响。咸潮上溯的影响范围越来越广，强度也越来越大，因此，及时掌握区域旱情咸情，加强水质监测，深入分析研究珠江三角洲地区咸潮特性，对确保沿线和下游供水区抗旱压咸成效具有重要作用。

2 咸潮监测站点分布情况

选取广东省水文水资源监测中心在珠江三角洲流域中设置的71个有可能受咸潮影响的常规水质监测站点作为研究对象，其中西北江三角洲58个，东江三角洲13个，站点分布见图1。

图1 珠江三角洲咸潮监测站点分布

3 咸潮时间趋势分析

对71个站点的氯化物浓度进行时间趋势分析，主要通过箱线图统计浓度月度变化情况、季节性Kendall趋势检验法等。

3.1 氯化物浓度月度变化箱线图

以东莞水道的站点为例（泗盛、厚街、东莞水厂、石龙南），取4个站点2016年1月～2022年2月每月氯化物监测数据并作自然对数变换，作氯化物浓度月度变化箱线图，如图2所示，可以发现位置最靠近河口的泗盛氯化物浓度受汛期影响最为明显，呈现明显的非汛期上升而汛期下降的变化规律，即1～3月和10～12月氯化物浓度均处在较高水平，而4～9月则相对较低，其中4、5月开汛时期氯化物浓度变化幅度较大。而位置第二靠近河口的厚街的氯化物浓度同样也受汛期影响，也呈现非汛期上升而汛期下降的变化规律，但变化幅度则较为平稳。而位置离河口较远的东莞水厂和石龙南则基本不受汛期影响，氯化物浓度无明显升降变化。值得注意的是，东莞水厂10～12月出现的异常值均为2021年10～12月氯化物浓度数据。

图2 泗盛、厚街、东莞水厂、石龙南2016年1月～2022年2月氯化物浓度月度变化箱线

3.2 季节性Kendall趋势检验法

选择2016～2021年71个站点氯化物浓度监测数据进行季节性Kendall趋势检验，结果如表1所示。可以发现高度显著上升的站点占绝对多数，无站点显著下降,说明珠江三角洲地区在2016～2021年期间氯化物浓度水平呈现整体显著上升的趋势。

表1 季节性Kendall趋势检验法分析结果

4 咸潮空间趋势分析

由于2021年珠江三角洲地区遭遇较为严重的咸潮上溯问题，因此选取71个站点2021年汛期与非汛期氯化物浓度均值，运用Arcgis10软件中经验贝叶斯克里金插值法作氯化物浓度等值线图，如图3和图4所示，可清晰直观的发现咸潮上溯的范围及对各个水质监测站点的影响情况。其中氯化物浓度越高越偏黑，浓度越低则越偏灰白，灰线为氯化物国标限值250毫克/升。可以发现，咸潮上溯导致非汛期氯化物浓度明显高于汛期，且咸潮在非汛期时期影响范围更深更广，同时非汛期的国标限值250毫克/升灰线较汛期向内河有较为明显的移动。但不同河口表现不一，具体如下。

图3 2021年汛期氯化物浓度变化等值线（毫克/升）

图4 2021年非汛期氯化物浓度变化等值线（毫克/升）

在狮子洋附近的河口中，可明显看见，在汛期时期咸潮主要影响河口附近的站点，其中虎门大桥站点氯化物浓度较大。东江三角洲的麻涌河、倒运海水道、东江南支流、东莞水道上的代表站点麻涌、洪梅、漳澎、泗盛、厚街等站点均在国标限值250毫克/升灰线以内，而在西北江三角洲，除了虎门水道和莲花山水道的虎门大桥和莲花山站点外，其余站点均在国标限值250毫克/升灰线以外，说明东江三角洲河口受咸潮影响的程度要高于西北江三角洲。

而非汛期时期，咸潮对站点的影响范围则更深更广。除了河口的站点氯化物浓度大幅提高外，国标限值250毫克/升灰线还出现了明显的上移，洪奇沥水道的万顷沙和洪奇沥大桥、蕉门水道的南沙和亭角大桥、前航道的黄埔等站点均在国标限值250毫克/升灰线以内。东江北干流的新塘水厂站点为国家重要饮用水水源地——广州—东莞—惠州东江北干流水源地的水质监测代表站点，与国标限值250毫克/升灰线非常接近，说明该站点在非汛期时期可能会遭受咸潮上溯较大的影响。

在鸡啼门水道和磨刀门水道中，咸潮上溯除了对河口站点尖峰大桥和广昌的氯化物浓度产生较大影响外，也对黄杨新泵站和平岗站点产生一定的影响，其中黄杨新泵站氯化物浓度2022年1月超标，而平岗则是2021年11～12月连续两个月超标，超标倍数甚至超过了3倍。此2个站点为国家重要饮用水水源地——珠海市黄杨河水源地和珠海-中山市磨刀门水道水源地的常规水质监测代表站点，因此取用水时需要考虑咸潮对水质的影响。

在崖门水道和虎跳门水道中，非汛期中的灰线相较于汛期往内河移动了一定的距离，但距离不远，未影响至石咀、虎坑和南环等站点，而靠近河口的站点，如官冲和西炮台，非汛期氯化物浓度均值则明显高于汛期，说明相对于位于狮子洋的其他河口，这2个水道的咸潮上溯影响并不明显，但河口站点的氯化物浓度仍有较大变化。

5 结论

在时间趋势变化上，近6年珠江三角洲地区氯化物浓度水平呈现整体显著上升趋势；靠近河口的站点的氯化物浓度呈现明显的枯水期上升而丰水期下降的变化规律。在空间趋势变化上，咸潮对于不同河口的影响不同，要充分掌握珠江三角洲咸潮形成机制及活动规律，还需要结合水量、河口动力结构等因素进行更进一步的分析。