澳門附近水域水文特性及水沙運動特征分析

靳高陽，高慧琴，尹開霞

（中水珠江規(guī)劃勘測設計有限公司，廣東 廣州 510610）

澳門附近水域西與磨刀門水道相連，東與伶仃洋相通，南與南海毗連，水域地理位置處于珠江河口水沙輸送主通道和東西廊道交匯處。西側(cè)的磨刀門分流比占珠江河口年徑流量26.6%，輸沙占36.8%；東側(cè)的東四口門（虎門、蕉門、洪奇門、橫門）分流比占珠江河口年徑流量的61%，輸沙占54.1%。水域西側(cè)在島嶼分割下，徑流、潮流通道基本成東西向和南北向，形成澳門水道、灣仔水道、十字門水道，主要分泄磨刀門分支洪灣水道的水沙；水域東側(cè)為伶仃洋泄洪納潮輸沙通道，主要承泄珠江河口東四口門的水沙。

1 水域概況

伶仃洋是珠江河口最大、最主要的入海口灣，呈喇叭狀，灣頭北起虎門口，寬約4km，下邊界東起香港九龍半島，西至澳門，寬約65km，縱深長約72km，水域面積約2110km2。內(nèi)伶仃島、淇澳島、赤灣一線以北水域習慣稱為內(nèi)伶仃洋，以南稱為外伶仃洋。伶仃洋水系組成龐大而復雜，兩岸岸線較長，東岸有深圳的深圳河、東寶河、鐵崗河等中小型河流匯入；西岸匯集了珠江八大口門中的東部四個口門（虎門、蕉門、洪奇門和橫門），接納東江、流溪河全部及北江大部分、西江部分來水。伶仃洋整體流勢是由珠江東四口門的泄流動力和外海上溯潮流頂托的強弱決定的。

澳門附近水域周邊地區(qū)包括珠海市的拱北、灣仔和橫琴島，澳門特別行政區(qū)的澳門半島、氹仔島和路環(huán)島。在島嶼分割下，水域潮流通道基本成東西向和南北向，形成澳門水道、灣仔水道、十字門水道和它們之間的匯流區(qū)。其中匯流區(qū)西起洪灣水道出口、東至嘉樂庇大橋，長1.9km，寬0.75km～1.75km；澳門水道西起嘉樂庇大橋，東至澳門外港防波堤，長4.0km、寬1.75～2.5km；灣仔水道北起石角咀水閘，南至洪灣水道出口，長4.4km、寬0.5km～0.9km，是前山水道排泄中珠聯(lián)圍10 多萬畝農(nóng)田及中山、珠海部分鎮(zhèn)區(qū)洪澇水的出海口，也是澳門內(nèi)港所在地；十字門水道北起小橫琴北山嘴、南至大橫琴夾馬口，長5.75km、寬僅200m～500m。澳門附近水域上承磨刀門洪灣水道和中珠聯(lián)圍經(jīng)前山河下泄的徑流，下納南海潮流，受洪潮交匯作用，水文情勢相當復雜。

磨刀門是西江主要的泄洪輸沙出口，徑流作用較強，其排洪及輸沙量為珠江河口八大口門之冠，多年平均凈泄量872 億m3，占八大口門凈泄量的26.6%，是典型的弱潮河口。現(xiàn)磨刀門已形成一主一支的泄洪格局，主干磨刀門出海水道寬2200m～2300m，自北向南注入南海，支汊洪灣水道，寬500m 左右，自東向西經(jīng)澳門附近水域出海。

2 水文特性

2.1 徑流特征

澳門附近水域承泄由磨刀門水道支汊洪灣水道和灣仔水道匯入的徑流。洪灣水道是珠江流域西江主干磨刀門水道的出海支汊，分泄磨刀門水道17%左右的水量，多年平均年徑流量157 億m3。灣仔水道承泄前山河流域342km2暴雨洪水，是前山水道排泄中珠聯(lián)圍10 多萬畝農(nóng)田洪澇水的出海口，石角咀水閘原設計過閘流量1720 m3/s。根據(jù)水文觀測成果分析，洪灣水道馬騮洲站徑流量占磨刀門水道下泄總量的14.98%，占流入澳門水道的93.2%；灣仔水道前山斷面只占流入澳門水道的6.8%。

2.2 洪水特性

西、北江洪水通過思賢滘溝通調(diào)節(jié)后經(jīng)馬口、三水進入西北江三角洲網(wǎng)河區(qū)，分別經(jīng)八大口門匯入大海，其中磨刀門是珠江三角洲主要的泄洪通道，占八大口門凈泄量的26.6%，50、100 年一遇設計洪水分別為14500、15000m3/s（按洪水分流比計算）。澳門附近水域位于磨刀門水道支流洪灣水道出口，其洪水特征與磨刀門水道相似，受海區(qū)潮流的頂托，洪水波到此已經(jīng)展平。

2.3 潮汐特性

澳門附近水域位于不規(guī)則半日周潮的弱潮河口，日潮不等顯著，潮水位汛期高于枯水期，平均潮位的年際變化不大。據(jù)統(tǒng)計，磨刀門水道燈籠山站多年平均高潮位為0.44m，低潮位為-0.41m，多年平均漲落潮差0.85m，漲潮歷時5h26min，落潮歷時7h11min。澳門站多年平均潮差為1.07m，一般情況為落潮潮差大于漲潮潮差，差值在0.2m～0.8m 之間，漲、落潮歷時均為6h15min。

2.4 泥沙特征

澳門附近水域的泥沙主要來源于洪灣水道，分別經(jīng)澳門水道和十字門水道入海，輸沙以澳門水道為主，實測洪季兩水道的輸沙分配百分比分別為94%、6%。十字門水道潮汐作用較強，除洪水大潮情況外，一般漲潮含沙量略大于落潮含沙量。洪水期，漲潮輸沙量以十字門淺海區(qū)為主，占水域的96.9%；枯水期，漲潮輸沙以澳門淺海區(qū)為主，占水域的79.8%。含沙量洪、枯季差異較大，洪季懸沙含沙量在0.1～0.3 kg/m3，枯季懸沙含沙量在0.04～0.12 kg/m3。

2.5 波浪特征

距離澳門附近海域最近的常年波浪觀測站有大萬山站，萬山海域全年多出現(xiàn)ENE、SE、E 和NE 向風，其中NE 向風頻率最大，冬季吹東北風，夏季吹偏南風。大萬山站常浪向SE，次常浪向為ESE；波型是以涌浪為主的混合浪，平均波高1.2m，最大波高4.0m，平均周期4.6s。

3 潮流運動特征

3.1 漲潮特征

漲潮階段，伶仃洋水域內(nèi)形成三股漲潮流上溯灣內(nèi)。一股是由灣口進入大濠水道，再沿西槽上溯、匯入川鼻深槽，進入虎門及以上的獅子洋。另一股來自香港暗士頓水道，接礬石水道上溯。第三股是從三角島至橫琴島間即伶仃洋灣口西側(cè)水域，以近北方向上溯，上溯過程中受到上游徑流的頂托，以面流為主，流路不甚明顯。前兩股為伶仃洋漲潮流的主流，對澳門附近水域產(chǎn)生影響的主要是第三股漲潮流。

從灣口西側(cè)上溯的漲潮流在澳門水道出口東側(cè)附近水域分為兩股，一股以北偏西向進入澳門水道，一股以北向繼續(xù)上溯，在大九洲以北至淇澳島間水域與上游西灘下泄水沙相遇，相互頂托，在此區(qū)域形成徑潮相互作用的滯流、回流區(qū)。該徑潮相互作用區(qū)會隨徑、潮動力的相對強弱出現(xiàn)南北擺動，在洪季初漲時刻主要分布在灣口三角山島附近水域，洪季漲潮的后期則向上推移到淇澳島以北水域，但漲潮流較難進入口門；枯季灣口西側(cè)漲潮流勢相對增強，灣內(nèi)徑潮交匯僅發(fā)生在初漲時段，漲急時刻漲潮流可進入西側(cè)口門，上述滯流區(qū)在西灘不復存在。

進入十字門水道漲潮流流勢較弱，在漲潮初期與澳門水道下泄徑流相互頂托，在十字門水道南口形成緩流區(qū)。進入澳門水道的漲潮流流向與機場跑道走向基本一致，洪季漲潮流繞澳門水道下泄徑流經(jīng)防波堤進入澳門水道，枯季漲潮流貼防波堤由北偏西轉(zhuǎn)西向進入澳門水道，該股漲潮流受洪灣水道下泄徑流作用，形成徑潮相互作用，動力削減的滯流區(qū)，在洪季滯流區(qū)主要分布在十字門北口至友誼大橋一帶；枯水期，水域內(nèi)主要受潮流動力作用，漲潮流自東向西進入?yún)R流區(qū)后，受十字門水道漲潮流干擾，流態(tài)較為紊亂，在十字門北口附近水域形成緩流區(qū)。

綜述，洪季漲潮階段在徑流動力影響下，伶仃洋徑潮交匯特征明顯，在澳門東側(cè)水域附近形成徑潮相互頂托的緩流區(qū)，該徑潮相互作用區(qū)會隨徑、潮動力的相對強弱在西灘南北擺動；枯季，灣口西側(cè)漲潮流勢相對增強，灣內(nèi)徑潮交匯僅發(fā)生在初漲時段，但在西灘漲潮流路仍不明顯。

3.2 落潮特征

落潮時段，虎門落潮水流接納鳧洲水道落潮流進入川鼻深槽后，分為兩股分別沿伶仃洋東槽、西槽下泄。從東槽下泄水流以東南向經(jīng)礬石水道向外海輸移，沿途受島嶼邊界影響多次分流，水流流路清晰，但流勢較弱；從西槽下泄水流受科氏力和珠江河口常年偏東風作用，水流流路自東南轉(zhuǎn)南向，再偏轉(zhuǎn)西南向外海輸移，沿途匯入蕉門延伸段、洪奇門、橫門等之落潮水流，該股水流流勢大，流路順暢，為伶仃洋落潮主流。

洪季，西側(cè)口門下泄徑流動力強勁，部分口門下泄水沙進入伶仃洋東、中部水域后沿西槽向南輸移，部分落潮水流繞過淇澳島東西兩側(cè)，沿珠海、澳門一帶近岸以正南向輸移，接納澳門水道水沙后經(jīng)灣口西側(cè)以西南向進入南海，該股落潮流對澳門附近水域影響較大。枯季，虎門落潮主流控制伶仃洋中、東部水域，并制約西側(cè)各口門下泄水沙的輸移范圍；同時伶仃洋西部因不同流向水流相互頂托形成水動力相對平衡線，不同潮型和徑流的組合條件下，這一分界線的位置及形態(tài)在一定范圍內(nèi)發(fā)生擺動。在淇澳島以南水域西槽和西灘落潮流逐漸摻混，流勢進一步減弱。

在澳門附近水域落潮流主要有三股，一股是沿澳門水道下泄落潮流，一股是經(jīng)十字門水道下泄流，另外一股是伶仃洋西灘下泄落潮流。其中澳門水道及西灘落潮流主要影響澳門東側(cè)水域，影響范圍較廣。

經(jīng)洪灣水道下泄水流過馬騮洲后進入?yún)R流區(qū)及澳門淺海區(qū)，其主流清晰可辨，基本保持入?yún)R流前的流向，至友誼大橋附近，因受外港防波堤的阻擋，水流漸轉(zhuǎn)為東偏南向，至機場跑道北端，流向進一步南偏，至機場南端，流向轉(zhuǎn)為近正南方向。澳門水道落潮流流向發(fā)生改變，既受外港防波堤的導向作用，也受伶仃洋西灘下泄水流的制約影響。在洪季，澳門水道落潮流受西灘下泄徑流的壓制作用強，使得澳門水道出口水沙緊貼機場向下游輸移，流勢較集中，在機場附近主流寬度在1～2km 之間，至路環(huán)島東南面水域落潮流寬度已擴展到4km 左右。枯季，西灘和澳門水道落潮流流勢均有所減弱，澳門水道落潮流直接匯入西灘落潮流。

上述澳門水道下泄水沙在落潮后期受到外海漲潮流頂托，在路環(huán)島東南側(cè)形成洪、潮交匯狀態(tài)，產(chǎn)生局部回流和擴散水流。

4 懸沙分布特征

4.1 洪季懸沙分布特征

（1）懸沙含量，澳門水道在橫向上自西向東逐漸減小；機場沿岸水域在縱向上由北向南遞減；十字門水道自出口向外海逐漸減低。

洪季，懸沙的高值區(qū)出現(xiàn)在洪灣水道出口及十字門北口東側(cè)，其值為0.20～0.3kg/m3；次高值區(qū)出現(xiàn)在匯流區(qū)及氹仔島北側(cè)，為0.15～0.20 kg/m3；由氹仔島北側(cè)至機場跑道附近，自西向東，含沙量沿程降低，至出口位置的伶仃洋西側(cè)灣口已降至0.04～0.06 kg/m3。自外港防波堤向外的東南水域，較高含沙量相對集中在外港防波堤內(nèi)側(cè)，懸沙含量為0.1～0.15 kg/m3；十字門水道出口懸沙含量在0.15 kg/m3，至灣口附近水域已降至0.06 kg/m3。

（2）懸沙分布受上游徑流水沙擴散影響大

洪季含沙量分布表明，洪季懸沙分布受上游徑流水沙擴散影響大。澳門水域泥沙主要來源于洪灣水道徑流挾沙，含沙量中心出現(xiàn)在匯流區(qū)和氹仔島北側(cè)。由匯流區(qū)至澳門內(nèi)海區(qū)直至輸出口外，在落潮動力作用下，懸沙沿程擴散，懸沙量不斷降低。

4.2 枯季懸沙分布特征

（1）懸沙分布從洪灣水道至澳門水道出口，呈自西向東遞增之勢；懸沙高值區(qū)主要集中在近岸附近水域。

枯季，懸沙分布可以分為以下幾個區(qū)：一是洪灣水道出口至澳門水道偏北側(cè)為懸沙低值區(qū)，懸沙含量為0.04～0.05kg/m3；二是機場跑道北側(cè)、外港防波堤南側(cè)以及工程填海區(qū)前沿的懸沙次低值區(qū)，為0.05～0.06kg/m3；三是氹仔島北側(cè)及東部近岸水域懸沙高值區(qū)，懸沙含量為0.06～0.12kg/m3。

（2）近岸懸沙平面分布受風浪掀沙作用為主

枯季懸沙分布表明懸沙分布受風浪掀沙作用為主。枯季，由于徑流來量小，從洪灣水道進入澳門水域的懸沙也較少。該水域內(nèi)較高含沙區(qū)主要分布在氹仔島北側(cè)淺灘區(qū)、其東部近岸水域以及拱北灣內(nèi)淺灘區(qū)。淺灘水體含沙量較高的形成原因，主要是由于冬季盛行東北風浪對淺灘底質(zhì)泥沙的掀揚，加上潮流進退的擾動，在得不到充分泥沙補給的情況下，淺灘處形成的高含沙水流也不斷隨潮流進退而發(fā)生泥沙再遷移。部分泥沙最后脫離淺灘區(qū)而淤落在淺灘前緣或槽道之弱動力段。此外，東部近岸水域出現(xiàn)較高含沙區(qū)還與珠海大九洲南向落潮流及伶仃洋西南向落潮主流的作用有關。

5 結(jié)語

澳門附近水域處于珠江河口東、西四口門水沙交換的節(jié)點位置上，澳門東側(cè)水域是懸沙高值分布區(qū)，是澳門水道及伶仃洋西灘主要的排沙通道。澳門附近水域泥沙主要來源于洪灣水道徑流挾沙，含沙量中心洪季出現(xiàn)在匯流區(qū)和氹仔島北側(cè)，枯季主要分布在氹仔島北側(cè)淺灘區(qū)、其東部近岸水域以及拱北灣內(nèi)淺灘區(qū)。通過對澳門附近水域水文特性、潮流運動及懸沙分布進行研究分析，為澳門附近水域及伶仃洋西岸的保護與綜合治理提供了基礎支撐。