珠江河口野外科学观测平台助力粤港澳大湾区水安全保障 - 声学多普勒流速仪动态图

珠江河口是珠江流域的入海口，是世界上水系结构、动力特性最复杂的河口之一，具有“三江汇流、网河密布、八口入海、整体互动”的特点。珠江河口涉及广州、深圳、珠海、东莞、中山、江门6市和香港、澳门特别行政区，是粤港澳大湾区的核心区。《粤港澳大湾区发展规划纲要》明确要求“加快推进大湾区重大科技基础设施、交叉研究平台和前沿学科建设”，“强化水资源安全保障”，“推进水生态文明建设”，“加强珠江河口水文水资源监测，共同建设灾害监测预警、联防联控和应急调度系统，提高防洪防潮减灾应急能力”。

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▲珠江河口水系形态

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为增强河口野外科学观测能力，建设河口野外科学观测平台，形成口门、河口湾、口外同步的野外连续观测体系，丰富河口的潮流、泥沙、波浪、盐度、水质野外观测资料，为河口演变与治理研究提供基础数据支撑，服务于河口治理、开发与保护，在水利部、珠江委及珠江委水文局的指导与大力支持下，珠江水利科学研究院完成珠江河口野外科学观测平台（一期）建设，2018年8月投入试运行，2020年5月29日完成验收。

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亮点一：填补了珠江河口动力环境野外连续科学观测的空白

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近年来，珠江河口地区经济社会快速发展，人类活动频繁，河口地区来水来沙条件不断变化，河口、岸线边界及形态也发生了变化，为全面掌握河口运行机理，亟需加强珠江河口水文水资源监测。以往，珠江河口水文观测和水沙变化的观测，主要通过口门上游河道固定水文站点长期连续观测和口门外船只定点短期观测，观测要素单一、口门外观测资料不连续，无法反映洪枯季、大小潮对河口滩槽及拦门沙演变的动态过程。珠江河口野外科学观测平台建设填补了珠江河口动力环境野外连续科学观测的空白，大大增强了珠江河口动力环境多要素基础数据长期连续获取能力，提高河口动力环境自然现象和规律认知水平，推动河口水文水资源监测及防洪防潮减灾方面的科技创新。

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亮点二：实现河口野外全要素同步观测和在线传输

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珠江河口野外科学观测平台一期共建设12个浮标站，其中内伶仃洋水域布设4个，澳门管辖水域布设3个，磨刀门水域布设3个，黄茅海布设2个。平台由野外观测浮体、数据采集传输与控制系统、数据接收管理系统、安全防护系统、太阳能供电系统、运行监测及自检系统及仪器自动升降系统等组成。配套安装有声学多普勒流速仪，泥沙、盐度、水质多参数观测仪，声学多普勒波浪剖面流速仪，风速、风向仪，氨氮COD二合一监测仪等设备，实现了对珠江河口水域潮流、波浪、泥沙、盐度、水质、风况等全要素的实时同步观测及自动在线传输。

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实测

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▲实测盐度垂向分布图

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▲实测流场图

▲实测波浪玫瑰图

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亮点三：高标准设计，经受极端天气考验，录得宝贵原始数据

平台设计使用寿命12年、抗风能力达到16级超强台风，能满足极端天气下全天候监测要求。平台首期建成后，先后经受2017年第13号强台风“天鸽”、2018年第22号强台风“山竹”等的考验，首次完整记录强台风期间的风况、潮流、波浪、泥沙、水质等多要素信息。

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强台风“山竹”期间，伶仃洋2号站最大增水达3.03m、澳门水域7号站点底层最大流速达1.79m/s；平台录得12级及以上阵风持续10小时，10级及以上阵风持续20小时，澳门水域5号站点录得最大阵风高达44.3m/s（相当于14级台风）。磨刀门河口10号站点首次录得波高5.13m，澳门水域7号站点录得最大波高6.11m，为该水域自1985年来有实测波浪资料之最。

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▲实测24h流场动态

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亮点四：开发风暴潮模拟预报系统，支撑粤港澳大湾区城市防潮减灾

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以平台实时观测数据为依托，研发了粤港澳大湾区风暴潮模拟预报系统，基于平台实时监测的风场、气压、水深等数据，对构建的风暴潮数值模型进行动态校正，并运用于珠江委防御处防台风专家会商，为粤港澳大湾区城市防潮减灾提供了技术支撑。

▲“山竹”风暴潮位预报成果

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▲“山竹”风暴潮增水及风场复演

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珠江河口野外科学观测平台分三期建设，目前正在开展二期7个浮标站建设，三期拟建设10个浮标站，届时将实现珠江河口野外原型观测范围全覆盖。珠江河口野外科学观测平台的建成和完善将实现珠江河口潮流、泥沙、盐度、波浪、风、水质等多要素大范围同步观测和数据智慧管理，有效提升珠江河口基础性数据的连续性、时效性和系统性，可以为河口治理与研究、防洪减灾、水资源保护、涉水工程建设、航运发展、水环境治理、水生态修复等多行业、多领域提供重要的基础数据支撑与服务，为粤港澳大湾区水安全和幸福珠江建设提供有力保障。

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