歐素英，田楓，郭曉娟，楊昊

(1.中山大學(xué) 海洋學(xué)院 河口海岸研究所，廣東 廣州 510275； 2.河口水利技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510275)

?

珠江三角洲徑潮相互作用下潮能的傳播和衰減

歐素英1,2，田楓1,2，郭曉娟1,2，楊昊1,2

(1.中山大學(xué) 海洋學(xué)院 河口海岸研究所，廣東 廣州 510275； 2.河口水利技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510275)

因徑流潮汐相互作用，三角洲各水道的能通量包含徑流引起的凈通量及潮汐引起的潮能通量。本文利用珠江三角洲多斷面實(shí)測水位及流量的同步測量數(shù)據(jù)，建立基于徑潮耦合的調(diào)和分析模型，剝離徑流信號，計(jì)算出各站的總潮能及M2、K1及高頻淺水分潮的潮能，對珠江三角洲潮能的沿程傳播及衰減進(jìn)行研究。結(jié)果表明，通過虎門進(jìn)入珠江三角洲的潮波能量約占51.2%，而通過崖門、蕉門、磨刀門傳入三角洲的潮能約占37%；同時(shí)，因地形摩擦、徑流耗能效應(yīng)，三角洲各水道的總能量損耗為148.33 MW。潮波能量按匯聚型和分散型兩大類型沿三角洲不同位置傳播并沿程衰減?；㈤T獅子洋及珠江正干、崖門至潭江石咀兩大水道體系，其潮能沿程分散傳入不同汊道，斷面總潮能的衰減幅度大于單寬潮能通量的衰減，單寬潮動(dòng)能沿程平均衰減速率大于潮勢能，半日分潮的潮能衰減速率大于全日分潮。虎門獅子洋因其形態(tài)影響，M2分潮振幅(或勢能)的衰減最小，虎門至泗盛圍段增加，平均每千米約增加0.77%。西四口門潮能匯聚于西海水道天河斷面，總潮能的衰減速率小于磨刀門水道單寬潮能衰減速率。沿橫門、洪奇門、蕉門進(jìn)入的潮波多次交匯、分散，自橫門至小欖、南華，南沙至海尾、榮奇，其單寬潮動(dòng)能及M2、K1分潮動(dòng)能的衰減速率小于潮勢能，高頻分潮勢能沿程增加。

珠江三角洲；潮能；徑流；模型；衰減

1 引言

潮能是指由潮汐運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的能量，包括潮水位起伏引起的勢能和漲落潮流運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能[1]。河口三角洲是典型的海陸相互作用地帶，地形復(fù)雜，存在強(qiáng)烈的徑潮動(dòng)力相互作用；河口潮汐既受到地形、底摩擦的影響，同時(shí)還受到上游徑流的非線性調(diào)制作用。潮汐沿三角洲河道傳播過程中，因地形輻聚單寬能通量增大，因克服徑流、底摩擦的作用而損耗潮波能量，潮能、潮差沿程衰減，上游徑流越大，潮汐衰減越顯著[2—4]。

三角洲任意位置的能通量都包含兩部分，一部分為徑流引起的能通量，一部分為徑流調(diào)制影響后的潮能通量。倪培桐等[2]、張學(xué)慶等[5]未對徑流和潮汐引起的能通量進(jìn)行分離，直接采用數(shù)學(xué)模型對珠江河口、大遼河口的總能通量和損耗進(jìn)行了研究。Zhong和Li[1]采用傳統(tǒng)調(diào)和分析方法對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析，研究Chesapeake灣M2和K1分潮的潮能通量分布及損耗。但傳統(tǒng)的調(diào)和分析方法并不考慮徑流對潮汐的影響，分析河口三角洲不穩(wěn)定潮汐現(xiàn)象時(shí)誤差大[6]。連續(xù)小波變換、功率譜分析只能將不穩(wěn)定的河口三角洲潮汐信號分離為全日分潮、半日分潮、四分之一分潮族的波動(dòng)信號[3，7]，不能分離出M2、K1等確定頻率的分潮波信號。Matte 等[8—9]在傳統(tǒng)潮汐調(diào)和分析的基礎(chǔ)上，認(rèn)為潮波衰減系數(shù)與徑流量、外海潮汐振幅存在非線性的多項(xiàng)式關(guān)系，利用回歸分析方法建立上游徑流和河口邊界潮汐驅(qū)動(dòng)的非恒定潮汐調(diào)和分析模型NS_tide，分離出河道徑流影響的平均水位(MSL)和徑流調(diào)制影響下主要分潮如M2、K1、O1分潮驅(qū)動(dòng)下的潮水位變化。本文在Matte等[8—9]徑潮分離方法的基礎(chǔ)上，不考慮外海潮汐的驅(qū)動(dòng)，建立一個(gè)僅考慮徑流驅(qū)動(dòng)下的徑潮相互作用模型，對2001年2月珠江三角洲41個(gè)斷面的同步水文測量數(shù)據(jù)進(jìn)行徑、潮分離，計(jì)算八大口門及網(wǎng)河內(nèi)各斷面的斷面潮能和單寬潮能，研究珠江三角洲潮能沿不同汊道的傳播及衰減。

2 研究區(qū)域

珠江河口地處亞熱帶，由西江、北江和東江，以及增江、流溪河和潭江等多條小河流輸水輸沙匯聚于大珠江河口灣沉積而形成?；谖鹘⒈苯蜄|江下游水文站1957—2005年的月平均流量統(tǒng)計(jì)，匯入珠江河口的徑流主要來自西江，高要站多年平均流量6 958 m3/s，北江下游石角站多年平均流量為1 336 m3/s，東江下游博羅站的多年平均流量為742 m3/s。降水量和徑流量的年內(nèi)變化大，洪季(4—9月)徑流量占年徑流量的82%以上。

珠江三角洲網(wǎng)河區(qū)河汊發(fā)育，由260多條河道構(gòu)成縱橫交錯(cuò)的水網(wǎng)，上接西、北、東江及諸小河，通過八大口門(自東向西分別為虎門、蕉門、洪奇門、橫門、磨刀門、雞啼門、虎跳門與崖門)連接伶仃洋溺谷河口灣、磨刀門濱海及黃茅海，如圖1。西、北、東江水沙進(jìn)入珠江三角洲河網(wǎng)后，水沙經(jīng)多級汊道重新分配，三角洲內(nèi)各水道及口門水道的徑流動(dòng)力差異顯著。磨刀門、橫門等分流比大，崖門、虎跳門等分流比小[10]?；?999年7月的觀測資料統(tǒng)計(jì)，西、北江來水經(jīng)馬口、三水一級分汊后有75.2%的徑流量進(jìn)入西江三角洲網(wǎng)河水道，而經(jīng)過天河、南華二級分汊，其中26.7%的徑流量注入磨刀門水道，經(jīng)南華分流至橫門水道的徑流量占比14.0%，通過南華及三多分流至洪奇門、蕉門水道的徑流量也比較大。虎門接受東江、流溪河的所有水沙及北江、西江的分水分沙，其分流比達(dá)到17.6%。

圖1 珠江三角洲網(wǎng)河體系及水文站、實(shí)測斷面位置Fig.1 The Pearl River Delta and the observation stations

珠江河口的潮汐主要為不正規(guī)半日混合潮，來自南海的潮汐進(jìn)入伶仃洋、磨刀門、黃茅海河口灣后，又分別通過八大口門水道傳入西、北、東江網(wǎng)河水道。伶仃洋-虎門-獅子洋、黃茅海-崖門為典型的喇叭狀地形，磨刀門、橫門等為相對平直的河道，地形差異明顯；通過河口灣進(jìn)入各口門水道的潮汐動(dòng)力強(qiáng)弱不同，虎門潮差最大，年平均潮差為1.63 m，磨刀門潮差最小，年平均潮差為0.97 m[10]。因磨刀門、橫門、洪奇門、蕉門及其上游汊道分流比大，徑流作用強(qiáng)，潮汐受徑流的調(diào)制影響極為顯著，潮差受徑流及地形摩擦影響衰減快，為典型的徑流優(yōu)勢型口門水道；虎門水道與崖門水道同屬潮流優(yōu)勢型水道，徑流對潮汐的影響相對偏小。

3 資料和方法

3.1 資料

本文采用水利部珠江水利委員會(huì)水文局2001年枯水期2月份大斷面測量及大、中、小潮連續(xù)8天35個(gè)斷面同步測量的水位、流量數(shù)據(jù)，測量位置如圖1所示。珠江上游流量采用水文站(西江高要站、北江石角站、東江博羅站)同時(shí)間段的日平均流量。

3.2 基于徑潮相互作用的調(diào)和分析

基于平衡潮理論，確定性的潮汐現(xiàn)象可分解成多個(gè)分潮波(包括天文分潮、淺水分潮及氣象分潮)線性疊加，

(1)

式中，z(tj)為tj時(shí)刻的水位，σi為第i個(gè)分潮的圓頻率。經(jīng)典的潮調(diào)和分析(簡寫HA)利用式(1)，根據(jù)各站的逐時(shí)潮位、潮流或高、低潮位數(shù)據(jù)，采用最小二乘法求解各分潮的待定常數(shù)bi和ci[11]。

(2)

將衰減系數(shù)r以多項(xiàng)式形式表述如下：

(3)

(4)

將式(1)中的z0、bi和ci都用式(4)替代，利用不同待定參數(shù)來確定徑流對三角洲河道平均水位、不同分潮波動(dòng)水位的非線性影響，得到徑流影響下的潮汐調(diào)和分析模型(簡寫RTHA)如下：

(5)

其中，

(6)

(7)

式中，d0、d1為平均水面的待定參數(shù)，f0,i、f1,i、e0,i、e1,i為第i個(gè)分潮的待定參數(shù)，γ為待定冪指數(shù)，通過迭代確定。s(tj)為河底高程或水深、海平面、流量變化等引起的平均水面(MSL)變化，稱為平均水面狀態(tài)模型。f(tj)為徑潮相互作用模型，描述不同徑流條件對分潮的調(diào)制影響及亞潮水位的影響。

同理，三角洲地區(qū)的潮流(或河道斷面逐時(shí)流量)也沿程衰減，且隨徑流量的增大，衰減幅度增大[7]。若流量通過正負(fù)來表述漲落潮方向，則三角洲內(nèi)流量的變化也可用下述模型來描述：

(8)

式中，a0、a1為狀態(tài)模型的待定參數(shù)，b0,i、b1,i、c0,i、c1,i為第i個(gè)分潮待定參數(shù)，β為待定冪指數(shù)，通過迭代確定。a0+a1(QS(tj))β為該點(diǎn)凈徑流量的變化，隨上游徑流量的改變而改變，稱為徑流狀態(tài)模型。

設(shè)河口三角洲任意位置的觀測潮位或流量為y(tj)(j=1,m)，根據(jù)資料的長度m、兩分潮的頻率差和Rayleigh 判據(jù)Δσ=max((mΔt)-1,σi-σj)，選擇要進(jìn)行調(diào)和分析的分潮。將tj、σi、QS(tj)代入潮調(diào)和模型式(5)或(8)，要求潮調(diào)和模型z(tj)或Q(tj)與實(shí)測值y(tj)的誤差平方和最小，即：

(9)

基于MATLAB平臺(tái)的T_tide[11]，選擇對應(yīng)資料長度的分潮，包括全日分潮、半日分潮和高頻分潮，對實(shí)測潮水位、或流量進(jìn)行回歸擬合，潮調(diào)和回歸模型效果以標(biāo)準(zhǔn)誤差估計(jì)和相關(guān)指數(shù)R2來表示。

(10)

(11)

3.3 三角洲潮能計(jì)算

(12)

(13)

(14)

一個(gè)潮周期內(nèi)通過河道斷面的斷面潮動(dòng)能、斷面潮勢能及斷面潮能通量為：

(15)

(16)

(17)

式中，A、B為斷面面積、斷面寬度。

4 結(jié)果和討論

4.1 模型效果分析

本文利用式(5)和式(8)，采用最小二乘法，選擇K1、M2及6個(gè)淺水分潮對41個(gè)斷面的逐時(shí)水位、斷面流量序列進(jìn)行了計(jì)算，分離出徑流影響下的平均流量和水位信號(狀態(tài)模型)、K1、M2等分潮信號，對受徑流影響的所有周期信號進(jìn)行回歸、重構(gòu)，比較回歸計(jì)算結(jié)果與實(shí)際流量和水位的標(biāo)準(zhǔn)誤差和相關(guān)指數(shù)，結(jié)果見表1。結(jié)果顯示，RTHA模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值吻合很好，兩者相關(guān)指數(shù)大于0.95，平均相對誤差小于5%。三角洲頂端馬口站、中段南華站、口門水道虎門站的計(jì)算和實(shí)測水位、流量曲線基本完全重合(圖2)，水位、流量既顯示明顯的大、小潮變化，也顯示出因流量增大引起的水位增高，如圖2中9—13日的水位。

表1 RTHA模型計(jì)算各站流量、水位與實(shí)測值之間的標(biāo)準(zhǔn)誤差和相關(guān)指數(shù)

續(xù)表1

圖2 2001年2月大虎、南華、馬口站RTHA模型計(jì)算值(水位、流量)與實(shí)測值的比較Fig.2 The water level and discharge compassion between observation and RTHA model of Dahu, Nanhua, Makou stations in February 2001

4.2 枯水季節(jié)珠江三角洲總能通量的傳遞和損耗

八大口門斷面、西江馬口斷面、北江三水?dāng)嗝?、東江博羅斷面、潭江石咀斷面及流溪河老鴉崗斷面為珠江三角洲上游及口門水道的控制斷面(位置如圖1)，基于實(shí)測水位、流量，利用式(13)分別計(jì)算枯水季節(jié)大、中、小潮共8個(gè)全潮周期平均的總斷面能通量(包括徑流、潮汐的共同作用)，結(jié)果如表2所示。

根據(jù)計(jì)算(表2)，珠江河口灣通過八大口門傳入珠江三角洲的總能通量約為133.87 MW (106W)，方向均由河口灣流向網(wǎng)河汊道；其中，由虎門進(jìn)入東江、北江河網(wǎng)的能通量所占比重最大，約占八大口門總能通量的51.2%，其次為崖門、蕉門南沙、磨刀門(燈籠山)，所占比重分別為14.4%、11.5%、11.0%，其他四口門水道所占比重小，共約占12%。

東、西、北江攜帶巨大的徑流能量通過珠江三角洲上斷面進(jìn)入河口三角洲地區(qū)。盡管枯水季節(jié)徑流量小，西江馬口、北江三水受潮汐的影響控制，西江、北江仍通過馬口斷面、三水?dāng)嗝孢M(jìn)入三角洲內(nèi)的能通量分別為3.03 MW、0.68 MW，能通量方向由河流向海(即由上游指向下游河道)；博羅站受潮汐影響相對較小，枯季勢能遠(yuǎn)大于動(dòng)能，進(jìn)入東江三角洲的平均能通量達(dá)到17.95 MW?？菁咎督?、流溪河兩條小河流的流量極低，由崖門、虎門進(jìn)入的潮動(dòng)力是潭江石咀及流溪河老鴉崗的主控動(dòng)力，大量的潮能通量繼續(xù)通過該斷面向上游地區(qū)傳遞，通過石咀斷面?zhèn)鞑コ鋈サ某蹦芡考s為5.99 MW，通過老鴉崗約為1.21 MW。

表2 通過口門斷面及上游河道斷面進(jìn)出珠江三角洲的能通量

注：“-”為進(jìn)入。

由八大口門控制斷面?zhèn)魅肴侵薜哪芡考吧嫌务R口、三水、博羅斷面?zhèn)魅肴侵薜膹搅鲃?dòng)能和勢能通量之和為-155.53 MW，而通過石咀、老鴉崗傳遞出去的能通量之和為7.22 MW，平均每秒約有148.33 MJ的能量因?yàn)槟Σ良皬匠毕嗷プ饔孟脑谥榻侵藓拥纼?nèi)。

4.3 潮能的沿程傳播及衰減

4.3.1 潮能分散及潮能匯聚

珠江河口是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)，五江匯流，徑流、潮汐作用的空間差異性引起淤積發(fā)展的不平衡性，形成中部呈扇狀向海凸伸的西北江聯(lián)合三角洲及蕉門、洪奇門、橫門、磨刀門、雞啼門、虎跳門等6個(gè)“河優(yōu)型”分流河口，在此兩側(cè)，分別形成向陸凹入的虎門和崖門兩個(gè)潮優(yōu)型河口及潮汐水道?；㈤T、崖門的潮能傳播與其他6個(gè)河優(yōu)型口門水道的潮能傳播，存在著明顯的差異，虎門、崖門及其相連的潮汐水道為潮能分散型——潮能沿程分散傳播進(jìn)入不同汊道，其他為潮能匯聚型，即2個(gè)或2個(gè)以上汊道的潮能匯聚到一個(gè)汊道。

定義無量綱潮能沿程變化參數(shù)vi：

(18)

式中，E0為任意口門站的單寬潮能(包括動(dòng)能和勢能)或斷面潮能，Ei為口門潮能傳入三角洲內(nèi)沿程汊道的潮能；根據(jù)2001年2月各斷面及站位的實(shí)測數(shù)據(jù)，分離出各分潮的水位及流量，計(jì)算因潮汐變化引起的8個(gè)全潮周期的平均潮動(dòng)能、勢能及潮能通量，計(jì)算M2分潮和K1分潮及其高頻淺水分潮引起的單寬潮動(dòng)能及勢能，統(tǒng)計(jì)潮能分散型水道和潮能匯聚型網(wǎng)河水道潮能的沿程變化參數(shù)，結(jié)果見表3和表4。

由表3可知，從虎門、崖門水道傳入的潮波能量，在發(fā)生沿程摩擦損耗的同時(shí)，總潮能沿程分散進(jìn)入不同汊道傳播，潮波能量逐漸減小。崖門傳入的潮波能量，經(jīng)過兩個(gè)汊道的分流及沿程摩擦耗能，傳播至潭江石咀斷面，潮能通量剩余31%，平均潮動(dòng)能剩余36%，平均潮勢能剩余47%。虎門傳入的潮能，共有37%、62%的潮動(dòng)能、勢能分別通過虎門水道-獅子樣?xùn)|側(cè)的泗盛圍、漳澎、麻涌、大盛等4個(gè)汊道斷面進(jìn)入東江三角洲，以泗盛圍、大盛的潮能通量最大；其次，8.1%、17%的虎門潮動(dòng)能、勢能通量通過沙灣水道的三沙口斷面進(jìn)入北江三角洲。沿珠江正干繼續(xù)傳播的潮能通量因摩擦及多級分汊而減小，至沙洛尾斷面，潮能通量僅為虎門潮能通量的4.0%，潮動(dòng)能和勢能分別為2.1%、7.7%，而大石斷面的潮能通量僅占1.0%，老鴉崗斷面潮能通量僅占1.8%。

沿蕉門、洪奇門、橫門及磨刀門、雞啼門、虎跳門傳播的潮能，在三角洲內(nèi)各汊道進(jìn)行多次匯潮(圖1)。雞啼門、虎跳門傳入的潮波能量與崖門部分潮波能量沿各自的汊道向上游方向傳播，與磨刀門傳入的潮波多次匯潮，于西海水道交匯，通過天河斷面繼續(xù)向上游方向傳播。盡管經(jīng)過多次匯潮，但由于摩擦耗能，天河斷面的潮動(dòng)能、勢能僅為磨刀門(燈籠山斷面)潮動(dòng)能、勢能的21%、41%。來自蕉門、洪奇門、橫門的潮波能量經(jīng)歷多次的分、匯，最后一部分潮波能量通過南華斷面，與來自西四口門的潮波能量交匯于西江干流下游，一部分能量與來自虎門并通過三沙口斷面、大石斷面的潮波能量匯集后通過東平水道瀾石斷面向上游方向傳播，導(dǎo)致瀾石斷面的潮能通量(為虎門潮能通量的1.4%)大于下游的大石斷面(1.0%)，如表3所示。

表3 潮能分散型水道(崖門、虎門)的沿程變化系數(shù)(單位：%)

表4 潮能匯聚型水道的沿程變化系數(shù)(單位：%)

4.3.2 潮能的沿程變化

潮能沿程因摩擦及徑流的損耗而逐漸減小，因地形輻聚單寬潮能有所增加。定義潮能衰減速率:

(19)

式中，x為口門站到沿程汊道站位的河道距離(單位：km)。計(jì)算各口門單寬潮能(動(dòng)能和勢能)傳播到相應(yīng)網(wǎng)河汊道位置時(shí)的衰減速率，同時(shí)計(jì)算M2、K1分潮的單寬潮動(dòng)能、勢能及沿程衰減速率ri，結(jié)果見表5、表6。結(jié)果顯示，珠江三角洲單寬潮動(dòng)能的沿程平均衰減速率大于潮勢能，半日分潮的潮能衰減速率大于全日分潮，但因徑流、地形及匯潮等因素的影響，空間差異明顯。

虎門水道傳入的潮波，因獅子洋形態(tài)影響，其周圍各站(泗盛圍、漳澎、麻涌、大盛、三沙口)的動(dòng)能衰減最大，平均每千米約衰減0.7%～3.8%，勢能衰減很小，M2分潮潮振幅(或勢能)的衰減更小，小于0.23%，泗盛圍的潮勢能增加，M2分潮潮勢能平均每千米約增加0.77%。潮能繼續(xù)沿珠江正干傳播，到大石、沙洛尾站，M2分潮的單寬潮動(dòng)能仍剩余24%～25%、潮勢能剩余75%～83%，K1分潮的單寬潮動(dòng)能剩余16%～36%，潮勢能剩余68%～78%；潮動(dòng)能的衰減速率減弱，潮勢能的衰減速率有所增大，平均每千米約減少0.29%～0.37%，M2分潮的衰減速率略大于K1分潮，見表5。越往上游，如瀾石、石仔沙站，M2分潮的衰減越大。

但對于徑流控制的西北江三角洲汊道，潮能匯聚復(fù)雜。由于西四口門交匯于西海水道(天河站)，盡管磨刀門為徑流下泄的主要水道，天河站單寬潮動(dòng)能、勢能相對于磨刀門燈籠山站的衰減速率1.1%/km～1.3%/km，小于其他徑優(yōu)型水道如雞啼門水道，如表6所示。沿橫門、洪奇門、蕉門進(jìn)入的潮波多次交匯，其中M2分潮的衰減速率大于K1分潮，高頻分潮勢能沿程有所增加(表6)。自橫門至小欖、南華，南沙至海尾、榮奇，其單寬潮動(dòng)能及M2、K1分潮動(dòng)能的衰減速率小于潮勢能。

表5 崖門、虎門單寬潮能的沿程平均衰減速率，其中負(fù)值代表潮能沿程增加(單位：%/km)

表6 匯聚型水道單寬潮能的沿程衰減速率(單位：%/km)

5 結(jié)論

三角洲地區(qū)徑潮相互作用、相互影響，各水道的動(dòng)能和勢能都包含著徑流及潮汐引起的兩部分能量。本文利用珠江三角洲多站實(shí)測水位及流量的同步測量數(shù)據(jù)，建立基于調(diào)和分析的徑潮相互作用模型，剝離徑流信號，計(jì)算出各站的總潮能及M2、K1及高頻淺水分潮的潮能，對枯水季節(jié)珠江三角洲潮能的沿程傳播及衰減進(jìn)行了研究，主要結(jié)論歸納如下：

(1)珠江河口灣的能通量主要通過虎門進(jìn)入珠江三角洲，約占總能量的51.2%，其次為崖門、蕉門、磨刀門，受地形摩擦、徑流耗能等因素的影響，枯季珠江三角洲河道內(nèi)平均每秒約消耗148.33 MJ的能量。

(2)因珠江三角洲地形及動(dòng)力的差異性，潮波能量按匯聚型和分散型兩大類型沿三角洲不同位置傳播?；㈤T獅子洋及珠江正干、崖門至潭江石咀兩大潮優(yōu)型水道，其潮能沿程分散傳入不同汊道，總潮能的衰減幅度大于單寬潮能通量的衰減。沿磨刀門等6個(gè)徑流優(yōu)勢型口門水道傳播的潮能及來自虎門、崖門水道的潮能于三角洲內(nèi)多次匯聚、分散，西四口門潮能匯聚于西海水道，天河斷面總潮能的衰減速率小于單寬潮能衰減速率。

(3)對于珠江三角洲潮能匯聚型和分散型，兩個(gè)類型的單寬潮動(dòng)能的沿程平均衰減速率大于潮勢能，半日分潮的潮能衰減速率大于全日分潮?；㈤T獅子洋因其形態(tài)影響，M2分潮勢能的衰減最小，虎門至泗盛圍段略有增加，平均每千米約增加0.77%。沿橫門、洪奇門、蕉門進(jìn)入的潮波多次交匯，自橫門至小欖、南華，南沙至海尾、榮奇，其單寬潮動(dòng)能及M2、K1分潮動(dòng)能的衰減速率小于潮勢能，高頻分潮勢能沿程有所增加。

對于徑流影響顯著的洪水季節(jié)，利用徑潮相互作用模型分離潮汐信號，并進(jìn)行潮波能量的衰減研究具有更明顯的優(yōu)勢。

[1] Zhong Liejun，Li Ming. Tidal energy fluxes and dissipation in the Chesapeake Bay[J]. Continental Shelf Research，2006，26(6):752-770.

[2] 倪培桐，韋惺，吳超羽，等. 珠江河口潮能通量與耗散[J]. 海洋工程，2011，29(3):67-75.

Ni Peitong，Wei Xing，Wu Chaoyu，et al. Tidal energy flux and dissipation in the Pearl River Estuary[J]. The Ocean Engineering，2011，29(3):67-75．

[3] 歐素英，楊清書. 珠江三角洲網(wǎng)河區(qū)徑流潮流相互作用分析[J]. 海洋學(xué)報(bào)，2004，26(1):125-131.

Ou Suying，Yang Qingshu. Interaction of fluctuating river flow with a barotropic tide in river network of the Zhujiang Delta[J]. Haiyang Xuebao，2004，26(1):125-131.

[4] Horrevoets A C，Savenije H H G，Schuurman J N，et al. The influence of river discharge on tidal damping in alluvial estuaries[J]. Journal of Hydrology，2004，294(4):213-228.

[5] 張學(xué)慶，劉曉敏，王鵬程，等. 潮-徑相互作用下大遼河口潮能通量的數(shù)值模擬[J]. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展，2012，27(3):331-338.

Zhang Xueqing，Liu Xiaomin，Wang Pengcheng，et al. Numerical simulation of the tidal energy flux influenced by tide and runoff in Daliaohe River Estuary[J]. Chinese Journal of Hydrodynamics，2012，27(3):331-338.

[6] Godin G. Modification of river tides by the discharge[J]. Journal of Waterway，Port，Coastal，and Ocean Engineering，1985,111(2):257-274．

[7] Sassi M G，Hoitink A J F. River flow controls on tides and tide-mean water level profiles in a tidal freshwater river[J]. Journal of Geophysical Research:Oceans，2013，118(9):4139-4151.

[8] Matte P，Jay D A，Zaron E D. Adaptation of classical tidal harmonic analysis to nonstationary tides，with application to river tides[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology，2013，30(3):569-589.

[9] Matte P，Secretan Y，Morin J. Temporal and spatial variability of tidal-fluvial dynamics in the St. Lawrence fluvial estuary:an application of nonstationary tidal harmonic analysis[J]. Journal of Geophysical Research:Oceans，2014，119(9):5724-5744，doi:10.1002/2014JC009791.

[10] 羅憲林，楊清書，賈良文，等. 珠江三角洲網(wǎng)河河床演變[M]. 廣州:中山大學(xué)出版社，2002:19-25．

Luo Xianlin，Yang Qingshu，Jia Liangwen，et al. The River-Bed Evolution of the Pearl River Network，China[M]. Guangzhou:Sun Yat-sen University Press，2002:19-25.

[11] Pawlowicz R，Beardsley B，Lentz S. Classical tidal harmonic analysis including error estimates in MATLAB using T_TIDE[J]. Computers & Geosciences，2002，28(8):929-937.

[12] Cai Huayang，Savenije H H G，Yang Qingshu，et al. Influence of river discharge and dredging on tidal wave propagation:modaomen Estuary case[J]. Journal of Hydraulic Engineering，2012，138(10):885-896.

[13] Kukulka T，Jay D A. Impacts of Columbia River discharge on salmonid habitat:1. A nonstationary fluvial tide model[J]. Journal of Geophysical Research，2003，108(C9):3293.

Propagation and damping of tidal energy in the Pearl River Delta

Ou Suying1,2，Tian Feng1,2，Guo Xiaojuan1,2，Yang Hao1,2

(1.InstituteofEstuarineandCoastalResearch，SchoolofMarineSciences，SunYat-senUniversity，Guangzhou510275，China;2.StateandLocalJointEngineeringLaboratoryofEstuarineHydraulicTechnology,Guangzhou510275,China)

Due to the interaction of runoff and tide，the energy flux of delta’s channels contains the runoff energy and the tidal energy. Based on the data of water level and flow measurement in the Pearl River Delta，an interaction model between the runoff and the tide was established to calculate the M2，K1tidal energy and the tidal energy of high tidal frequency without the signal of river flow. The results showed that about 51.2% of the tidal energy through the Humen into delta，and the tidal energy through Yamen，Jiaomen，Modaomen accounted for about 37%. For the friction effect of topographical and runoff，148.33 MW energy in the delta is loss. Tidal energy propagated as the convergent type or divergent type along the delta and damped. The unit kinetic energy along the path decay quicker than the tidal potential energy，and semidiurnal tidal energy can decay greater than that of diurnal tide，which is more significant in the upper delta. For the influence of the morphology of Humen-Shiziyang outlet，the attenuation of M2tidal amplitude (or energy) is the smallest，even the M2tidal energy increase approximately 0.77% from Humen to Sishengwei. In the two channels system including Humen-Shiziyang outlet and Yamen outlet to Shizui of Tanjiang，the total tidal energy attenuation is greater than the attenuation of unit tidal energy for the tide energy diverge into different branches. But the total tidal energy attenuation is greater than the attenuation of unit tidal energy in the west river delta for the tide energy from Modaom，Jitimen，Hutiaomen and Yamen converge. The tides from Hengmen，Hongqimen and Jiaomen converged and diverged in the middle delta，and the total kinetic energy，M2tidal energy，K1tidal energy is less than the tidal potential energy. The tidal potential energy of high frequency including D3and D4constituents has increased along the channel．

the Pearl River Delta; tidal energy; runoff; river-tide model; damping

2016-03-25；

2016-05-11。

國家自然科學(xué)基金(41106015)。

歐素英(1974—)，女，湖南省祁陽市人，博士，主要從事河口海岸水文、動(dòng)力、沉積過程研究。E-mail： ousuying@mail.sysu.edu.cn

10.3969/j.issn.0253-4193.2016.12.001

P737.14

A

0253-4193(2016)12-0001-10

歐素英，田楓，郭曉娟，等. 珠江三角洲徑潮相互作用下潮能的傳播和衰減[J]. 海洋學(xué)報(bào)，2016，38(12)：1—10，

Ou Suying，Tian Feng，Guo Xiaojuan，et al. Propagation and damping of tidal energy in the Pearl River Delta[J]. Haiyang Xuebao，2016，38(12)：1—10，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2016.12.001