1.1 研究背景
河口海岸地区资源丰富,交通便利,人口密集,经济发达,开发程度较高,历来为人类生产、生活、贸易和息游之场所。海岸、河口区位于陆海交汇地带,动力条件多变,地貌演变迅速,沉积过程复杂,生态环境脆弱,加之全球变暖和频繁的人类活动,使该地区的各种现象更加趋于复杂,故对海岸、河口的研究具有重要的科学价值。海岸、河口区也是人类起居和生活的繁衍地,是当代经济商贸的重要地带,它的开发利用对经济发展有重要的促进作用,研究这些地区的各种动力因素、地貌演变、生态环境等对人类来说有着重要的意义。
河口海岸地区长期的、主要的水动力因素是波浪和水流(潮流、径流、波生近岸流等),在这些水动力因素作用下引起泥沙运动(引起泥沙运动的水动力因素还有风暴潮等偶发因素),泥沙运动的结果会产生岸滩冲刷、淤积、岸线变形、港口航道淤积、防波堤等建筑物根底部淘刷等问题,而这些问题是河口海岸地区海岸工程、水运水利工程、港口工程等必须要考虑和解决的问题。
河口海洋地区的泥沙问题是人类开发利用各种资源,从事生产活动所面临的基础性问题之一。这些地区的悬沙运动对岸滩塑造、海港冲淤都有着重要的影响。掌握此类区域的各种泥沙过程信息对于海岸工程建设,环境监测保护等非常重要。例如科学家和工程师所关心的航道问题,水工建筑物的安全问题,水资源管理问题,洪水风暴等灾害的防御问题都与泥沙过程密切相关。近些年来,人们对海岸、河口水动力泥沙的运动规律越来越重视,如长时间尺度的地貌演变过程,海岸、河口潮汐通道的稳定性,重金属和有毒废弃物经泥沙颗粒吸附后的传输问题,泥沙作为背景场对各种生态过程的影响问题等等。以上所有这些都需要对水沙的输移规律有更深的认识和预测手段,以便指导工程实践。
黄茅海地处珠江产业密集带与南部沿海开放区,拥有我国重要的港口,是联系香港、澳门、广东的纽带,在航运、港口、供水、水产、滩涂等方面具有明显的优势。黄茅海因其特殊及重要性以及巨大的开发潜力而成为近期各方研究的重点。近十几年来,该河口区经济社会发展迅速,人类活动影响剧烈,口门演变延伸速度加快,河口淤积严重,通航水深不足,河口环境呈恶化趋势。因此,对黄茅海水沙输移进行研究是认识该河口地区环境演变规律的基础,不仅可以了解黄茅海及海岸的演变规律,指导相关的生产实践,为珠江河口综合整治提供科学依据,而且对保护珠江河口海岸环境,控制并治理水污染,具有突出的应用价值和科学意义。黄茅海岛屿众多,滩槽交替,流态及泥沙运动复杂。除潮流和径流外,口外流系有沿岸流、风海流和南海暖流,同时受风、波浪以及盐淡水混合的影响,有时还会受洪水、风暴潮等灾害性天气的袭击。特别是风暴潮引起的航道骤淤问题已明显突出。因而此研究在理论上也具有较高的学术价值和很强的现实意义。
因此,本书通过对黄茅海水域水沙规律的研究和工程案例应用,以期指导工程实践,促进该区经济社会可持续发展。这便是本书选题的初衷及其必要性和迫切性。