珠江三角洲及河口咸潮界線變化對供水安全的影響

龐遠宇

（珠江水利委員會水文局，廣東廣州 510610）

1 概況

珠江三角洲及河口區河道縱橫交錯，各類河涌有1.2萬多條，水流相互貫通，河網密度達0.72 km/km2，為全國平均水平的近5倍。珠江三角洲為復合三角洲，包括西、北江思賢以下西北江三角洲、東江石龍以下東江三角洲兩部分，總面積2.68萬km2。珠江河口按地理分布分為虎門、蕉門、洪奇門和橫門的東四口門，以及磨刀門、雞啼門、虎跳門和崖門的西四口門兩部分。西、北、東三江進入三角洲河網區，與三角洲中小河流匯流出海，構成“三江匯流，八口出海”的水系格局。

2 咸潮活動規律及含氯度變化

珠江三角洲平原河網河道比降平緩，潮差小，水動力較弱。八大口門動力特征不盡相同，泄洪納潮情況不一，其中位于東、西兩側的虎門和崖門屬于湖優型河口，以潮汐作用為主。珠江河口的潮汐為不正規半日混合潮型，一天中有兩漲兩落，半個月中有大潮汛和小潮汛，歷時各3d。在一年中，夏潮大于冬潮，最高、最低潮位分別出現在春分和秋分前后，且潮差最大，夏至、冬至潮差最小。因受汛期洪水和風暴潮的影響，最高潮位一般出現在6—9月，最低潮位一般出現在12—2月。

與潮汐變化相對應，珠江河口區含氯度變化過程具有明顯的日、半月、季的周期性，一日內兩次高潮所對應的兩次最大含氯度及兩次低潮所對應的兩次最小含氯度各不相同，通常珠江河口區水體氯化物的日最大值出現在漲憩附近，最小值出現在落憩附近。在半個月為周期的天文潮期中，由小潮轉大潮期間含氯度明顯增大，由大潮轉小潮含氯度明顯減小，咸潮峰值出現在大潮前3～5d。

咸潮入侵是河口最主要動力過程之一，是河口區特有的自然現象。珠江三角洲河道縱橫交錯，受徑流和潮流共同影響，水流此消彼長。當高鹽水團隨漲潮流沿著河口的潮汐通道向上推進，鹽水擴散、咸淡水混合造成上游河道水體變咸，即形成咸潮（或稱咸潮上溯，鹽水入侵）。一般咸潮的參數為氯化物（以Cl-計，或簡稱含氯度、咸度）。GB5749-2006《生活飲用水水源水質標準》規定，氯化物均應不大于250mg/L。GB3838-2002《地表水水質標準》中關于集中式生活飲用水地表水水源地補充標準中，氯化物的限值也為250mg/L，因此當河道水體氯化物超過250mg/L，就屬水質超標，咸界通常指河道水體含氯度為250mg/L的位置。珠江三角洲咸潮一般出現在10月至次年4月。

3 咸潮歷史變化及對經濟社會用水影響

20世紀60年代到80年代，隨著珠江三角洲聯圍筑閘的逐步推進和河口的自然延伸，河網區徑流、潮汐動力逐漸減弱，磨刀門、虎門、蕉門、洪奇瀝、橫門的咸潮影響明顯減弱，雞啼門、虎跳門、崖門的咸潮影響略有減弱，咸界逐漸下移。這一時期珠江三角洲受咸潮危害最突出的是農業,經常受咸害的農田有4.53萬hm2，遇大旱年咸害更加嚴重，如1955年春旱，鹽水上溯和內滲，濱海地帶受咸面積達9.20萬hm2之多。改革開放之后，隨著經濟發展、城鎮化水平提高，大幅度的采沙引起河床急劇變化，珠江三角洲納潮量迅速增大，潮汐動力加強，這種趨勢逐漸抵消并超過了由于聯圍筑閘和河口自然淤積延伸導致的潮汐動力減弱趨勢，咸潮強度逐漸由減弱轉至增強。同時，隨著珠江三角洲城市化進程的加速發展，受咸潮影響的主要對象逐漸由農業轉變為工業和生活。21世紀之后，隨著用水量的大幅提高，同時受2002—2011年連續10年枯季干旱、三角洲河道地形演變、枯季西北江分流比變化等多重因素影響，咸潮影響加劇，咸界上移，珠江三角洲生活、工業用水受咸影響加劇。

4 近年來咸界變化對供水影響

珠江三角洲及河口地區人口密集，產業集中，是國家重要戰略——粵港澳大灣區的重要載體，區域發展要求高，取水量大，咸界位置不同，直接影響區域的供水安全。西北江三角洲下游的中山、珠海市許多取水點離出海口門較近，是我國主要的咸潮受災區之一。受用水不斷增長、流域上游來水持續偏枯、河道下切等因素共同作用，珠江三角洲咸潮活動愈益強烈。珠江三角洲地區2000年以后接連發生嚴重咸潮，導致澳門、珠海、廣州、中山等城市供水咸度超標，咸潮強度、持續時間與上溯距離最為顯著的是2005—2006年、2007—2008年、2009—2010年、2011—2012年和2019—2020年5個枯水期。

選取珠江三角洲及河口范圍內磨刀門水道進行說明，磨刀門水道是生活、工業取水的主要水源，是西江主要出海水道，其泄洪和排沙量居八大入海口門之首。以對咸界線敏感的上游徑流與咸界線的對應關系和咸界線位置變化分析，通過2005—2006年、2011—2012年枯期咸界線對比，西北江交匯處的思賢斷面2005年12月至翌年2月平均流量由1908m3/s增加至2011年的2505m3/s，平均流量增加近600m3/s，增幅達31%,結合考慮思賢節點三水與馬口斷面枯期分流比變化影響（2005年枯期三水分流比為15.1%，2011年枯期三水分流比為19.5%），則2011年枯期西江干流馬口流量比2005年平均流量增加約400m3/s。但2011—2012年磨刀門咸潮影響程度仍較2005—2006年大。

從磨刀門水道咸界線變化對比分析可以得出，2009—2010年枯水期是最近15年咸潮影響最大的一年，平均咸界上溯距離最遠，為24.18km（距口門）；2005—2006年枯水期次之，上溯距離為22.13km。2015—2016年枯水期是最近15年咸潮影響最小的一年，咸潮影響主要在河口附近，平均咸界為0.31km；2019—2020年枯水期平均咸界為16.10km。磨刀門水道近15年枯水期平均咸界統計結果見圖1。

圖1 磨刀門水道歷年枯水期平均咸界圖

總體而言，珠江三角洲咸界有上移的趨勢，不同流量級下，不同水道的最大咸界增長程度不同，不斷上移的咸界線對珠江三角洲供水產生嚴重影響。2005—2006年枯水期，咸潮影響范圍擴大到廣州、東莞、中山的大部分地區，甚至佛山的南海區也受到影響，區域影響人口近1500萬人，并已嚴重影響澳門特別行政區和珠海市的市民生活和社會安定。為保障澳門、珠海及珠江三角洲地區供水安全，2005年以后，珠江防總連續實施了流域枯水期水量調度。通過對西北江上游龍灘、百色、飛來峽等大型水庫的精細調度，咸潮對供水影響得到有效緩解。但珠海、中山等地的供水還是受到一定程度咸潮的影響。如2011—2012年枯季，磨刀門水道主要取水口總體的超標時數、超標天數、連續不可取水天數等指標仍是2004年冬以來最大。2019—2020年枯水期，中山市共遭遇10輪咸潮襲擊，且咸潮形勢為近10年以來最為嚴峻的，全市供水水廠46%的供水能力受到影響，威脅中山市供水安全。

5 保障城市供水安全的路徑初探

咸潮入侵主要受淡水徑流及潮汐動力作用影響，其次還有河口形狀、河道地形、水深、不同水道分流比變化、風力風向、海平面變化等因素影響。由于咸界線是多種因素的綜合反應，是一個復雜綜合的過程。珠江三角洲不同來水情況下，目前最大咸界范圍已持續影響到了粵港澳大灣區西區的中山、珠海、澳門等城市供水安全。

當前和今后一個時期，咸潮對供水安全的影響因素不會消除，從促進城市經濟社會高質量發展和生態文明建設，有力保障中山、珠海、澳門等全面建設社會主義現代化提供水安全保障出發，必須針對區域咸潮發展特點、發生規律和趨勢進行判斷，以問題為導向，立足區域整體和建立水資源空間大尺度配置格局，科學謀劃流域-區域-本地聯合保障的水網戰略布局，提出解決珠江三角洲西區的供水安全方案。

1）按照“水源集中上移-本地調蓄擴容-區域供水互聯”總體水網布局路徑，將“水源集中上移”至咸潮活動區外，以西江水源為核心，解決受咸影響城市的日常供水安全；強化“本地調蓄擴容”增加供水體系中調蓄能力，利用落潮時段搶淡，有效應對咸潮威脅，提高過境客水資源的利用率，提高應急備用能力；“區域供水互聯”是形成城市群之間、城市各供水片區之間供水互聯互通互濟，保障粵港澳大灣區西區中山、珠海及澳門等城市群供水安全。

2）可積極推進三角洲區域控制性調配工程的論證工作，推進珠江三角洲思賢與天河南華等重要節點生態控導工程前期論證和建設，進一步提高西北江三角洲河網區水資源調控能力。通過西、北江中上游水庫群和思賢、天河南華生態控導工程，聯合調控三角洲西、北江片區枯水期河道流量，抑制咸潮對城市供水威脅，提高特枯水年珠海、澳門、中山等地供水保證能力，改善廣州與佛山地區河道的水環境條件。