第2章 工程所在区域基本情况
2.1 自然概况
2.1.1 自然地理
珠江三角洲,简称珠三角,是组成珠江的西江、北江和东江入海时冲积沉淀而成的一个三角洲,面积大约8万多km2。珠江三角洲位于广东省的中南部,东经112°152′~114°204′,北纬21°58′~23°57′;北依清远丘陵山地,南临南海,东与粤东丘陵、西与粤西丘陵山地相接。珠江三角洲主要包括广州市、深圳市、东莞市、佛山市、中山市、珠海市及江门市,这7个市地域面积的82.3%属珠江三角洲流域(思贤滘以下西北江三角洲、石龙以下东江三角洲以南至各河口口门一带的冲积平原网河地区以及流入该地区的流溪河、增江、沙河、高明河和潭江等河流流域称为珠江三角洲流域)。此外,广州从化、花都、佛山三水等局部地区属北江流域,深圳、东莞局部地区属东江流域,江门西南部属粤西沿海诸河流域,在本书中这7个市统称为珠江三角洲地区。
珠江三角洲从地形界限看,罗平山脉是它的西面和北面的界限,即罗平山脉以西为西江谷地区,习惯上称为粤西山地;山脉以北为北江水系,或称为粤北山地。东侧罗浮山区是三角洲的东界。
2.1.2 水文气象
2.1.2.1 气象特征
珠江三角洲面临南海,属亚热带季风气候,常年气候温和,年平均气温为20~23℃。日照时间长,年平均日照数约1900小时;年辐射总量约108kcal/cm2。雨量充沛,空气湿度大,夏季热带气旋常伴随大暴雨发生,冬季温和,气候宜人。
珠江三角洲是多雨地区,降雨丰沛。水汽源地主要是西南方向的印度洋孟加拉湾和东南方向的太平洋以及南部的南海。4—9月为雨季,前期(4—6月)盛行西南季风,水汽充沛,与南下冷空气相遇,形成强盛的锋面雨;后期(7—9月)东南季风占优势,太平洋及南海热带海洋气团产生的热带气旋在区内活动频繁,形成强风暴雨。反之,锋面雨过少和夏季台风稀疏,都会发生春旱、秋旱。入秋后为极地大陆气团控制,雨量减少。
珠江三角洲多年平均年降雨量等值线变幅为1600~2600mm,呈现沿海大、腹地小、北沿大的地区分布特征。南部沿海的大隆山系、铜古山系、古兜山系及天露山脉东南部的锦江、大田、朗底一带南海台风或暖流通过山脉时,由于地势抬升作用,造成大量降水,各自形成闭合高值区,多年平均年降雨量为2400~2600mm,是珠江三角洲年降雨量最大的地区。腹地北江、东江三角洲地势开阔低平,不利于水汽停滞抬升,多年平均年降雨量约1600mm,为一闭合低值区。三角洲北沿流溪河上游、增江发源地天堂山及北江中下游,由于地势抬升作用,形成了两个年降雨量的高值区,多年平均年降雨量大于2400mm。
2.1.2.2 水文特征
1.径流
珠江三角洲7市的多年平均当地河川径流量为310.0亿m3,年入境水量多年平均为2941亿m3,是广东全省入境水资源量最丰富的地区,入境客水丰富是本地最大的径流特点。
珠江三角洲地区地表径流绝大部分直接由大气降水补给,径流具有与降雨相似的时空分布特征,径流量由北向南递增,多年平均年径流深等值线变幅在700~1800mm之间。
流域径流年际变化较大,最大与最小年径流量之比为2.6~9.8倍,其中北江变化较大,西江较小。流域径流有丰、枯年之分,丰、枯年径流相差2.5~3.3倍。据思贤滘综合断面(马口+三水)1956年4月至2004年3月资料分析,出现了两个枯水年组(1956—1967年、1983—1992年)和两个丰水年组(1968—1982年、1993—2003年)。除了1968—1982年丰水年组周期为15年以外,丰、枯水年组交替出现的周期约为11年。
流域径流年内分配不均,汛期(4—9月)径流较大,大约占全年的77%~85%,马口、三水站汛期径流量分别占年总量的76.9%、84.8%;枯水期(10月至次年3月)径流较小,马口、三水站枯水期径流量分别占年总量的23.1%、15.2%。
各主要流域的径流情况分述如下。
(1)西江流域。根据高要站1957年4月至2014年3月水文年径流资料进行频率计算,用P-Ⅲ型曲线适线,水文年径流频率计算成果见表2.1,年径流量主要集中在4—9月,占年径流量的78.2%,10月至次年3月仅占全年的21.8%。高要站最大年径流量3357亿m3(1994年4月至1995年3月),最小年径流量1115亿m3(1963年4月至1964年3月),两者比值为3.0。
表2.1 高要站水文年径流频率计算成果表
注 Cs=2.0Cv。
(2)北江流域。根据石角站1954年4月至2014年3月水文年径流资料进行频率计算,采用P-Ⅲ型曲线适线,水文年径流频率计算成果见表2.2,北江流域年径流量主要集中在4—9月,占年径流量的76.7%,10月至次年3月仅占全年的23.3%。石角站最大年径流量696亿m3(1997年4月至1998年3月),最小年径流量203亿m3(1963年4月至1964年3月),两者比值为3.4。
表2.2 石角站水文年径流频率计算成果表
注 Cs=2.0Cv。
(3)东江流域。截至1984年,东江流域已建设有新丰江、枫树坝、白盆珠三座大型水库。三大水库为东江流域防洪供水的骨干水库,有效控制东江流域集雨面积11740km2,占博罗站以上集雨面积的46.4%。
由于各主要控制站上游蓄水工程的建设以及不同时期耗用水量的差异,尤其是20世纪80年代以来流域沿岸工业、生活耗用水量的增长,使各测站的实测径流量不能完全反映流域天然径流情况,在博罗测站实测径流资料基础上进行还原计算,确定博罗站天然径流系列。另外,对博罗站实测径流系列按照长系列和新丰江、枫树坝水库建成后(两座水库集雨面积10884km2,占博罗站以上集雨面积的43%)的短系列分别进行水文年径流频率计算。
根据博罗站1951年4月至2014年3月实测水文年径流系列、考虑流域耗水天然水文年径流系列,进行水文年径流频率计算,采用P-Ⅲ型曲线适线,水文年径流频率计算成果见表2.3。天然年径流量主要集中在4—9月,占年径流量的77.4%,10月至次年3月仅占全年的22.6%。博罗站实测最大年径流量367.5亿m3(2006年4月至2007年3月),实测最小年径流量94.9亿m3(1963年4月至1964年3月),两者比值为3.9。
表2.3 博罗站水文年径流频率计算成果表
注 Cs=2.0Cv。
2.潮汐
珠江三角洲河口的潮汐为不规则半日混合潮型,一天中有两涨两落,半个月中有大潮汛和小潮汛,历时各3天。因受汛期洪水和风暴潮的影响,最高潮位一般出现在6—9月,最低潮位一般出现在12月至次年2月。
珠江八大口门平均潮差在0.85~1.56m之间,属于弱潮河口,其中以虎门潮差最大,大虎站平均潮差1.56m;磨刀门潮差最小,灯笼山站平均潮差仅0.85m。
3.泥沙
珠江三角洲河流输沙主要以悬移质为主,含沙量较小,各主要控制站多年平均值为0.11~0.31kg/m3,西江马口站最大为0.31kg/m3。河流含沙量虽然较小,但因径流量大,输沙量也较大,根据马口站1994年1月1日至2014年12月31日逐日流量和平均含沙量数据统计分析,马口站年平均含沙量为0.07kg/m3,汛期平均含沙量为0.12kg/m3,汛期最大日含沙量为1.38kg/m3(1997年7月25日),枯水期平均含沙量为0.025kg/m3,西江汛期含沙量较高,枯水期含沙量较小。
20世纪90年代后,受网河区河道分流变化的影响,三水、马口两控制断面的分沙关系也发生了较大变化,三水断面年均输沙量占西江、北江来沙量的比例由80年代的9.8%提高到90年代的19.6%,马口断面的输沙量比例相应减小。
输沙量的年内分配,洪、枯季比例悬珠:汛期河流含沙量较大,导致输沙量集中,如马口站汛期的输沙量占全年输沙量的94.7%,三水站占94.5%;枯季的输沙量很少,仅占5.3%~10.9%。
2.1.3 区域地质
珠江三角洲地区经济发达,城市密集,从西向东,工程经过佛山市顺德区、广州市南沙区、东莞市、深圳市。区内交通条件良好,公路密织,河网密布,线路穿过东新高速、南沙港快速、广珠澳高速、广州绕城高速、广深沿江高速、广深高速、莞佛高速等。
珠江三角洲东、西、北三面为山地、丘陵,南面为海,古地形为一马蹄形海湾,海湾内海岛众多。东边的大岭山、羊台山等为莲花山山脉的余脉,北边的白云山、摩星岭等为罗浮山、九连山山脉的余脉,西边有皂幕山、古兜山等。海湾内海岛现在成为平原上残丘,比较大的有西樵山、五桂山、大金山、顺峰山、大夫山、狮山、莲花山、黄山鲁等。这些山岭、丘陵走向与北东向构造线一致,又被北西向构造线交切,地形破碎,岩石风化强烈,地表植被茂密。山峰海拔一般500m左右,分布有300~350m和200m两级剥蚀面;还存在40~50m、20~25m、5~10m高程的三级阶地,较高的山峰有东南部石岩镇羊台山(海拔587m)、东北部大岭山大鼓顶(海拔530m)、西南部新会市灯盏湖(海拔545m)等;三角洲平原地带地势平坦,河网交错,海拔多在1~3m之间。因此,珠江三角洲是由西北江三角洲与东江三角洲在海湾内堆积复合而成,平原上丘陵、台地、残丘星罗棋布,形成“三江汇合,八口分流”的珠江三角洲地貌特色,狮子洋以西地区为西北江三角洲,以平原地貌为主;向东为东江三角洲,以低山、丘陵地貌为主,间夹沟谷盆地。
该工程引水线路所经过地区50年超越概率10%地震动峰值加速度为0.10g,对应地震基本烈度为Ⅶ度。地震动反应谱特征周期为0.35s。
2.1.4 河流水系
珠江三角洲河涌交错,水网相连,大小河道计324条,河道总长约1600km。该工程所涉及的珠江三角洲主要河流情况见表2.4。
拟建工程自西向东跨较大河流分别为西江左汊(鲤鱼洲处)、甘竹溪、顺德支流、伦教涌、鸡洲涌、李家沙水道、榄核河、浅海涌、蕉门水道、高沙河、骝岗涌、莲花山水道、狮子洋、穗丰年水道、鞋底河、东引运河、白濠陂水,共17条河涌。部分水道主要情况介绍如下。
表2.4 珠江三角洲主要河流情况
注 “河流级别”中数字代表支河级别。
(1)西江。主流从思贤滘西滘口起,向南偏东流至新会县天河,长57.5km,称西江干流水道;天河至新会县百顷头,长27.5km,称西海水道;从百顷头至珠海市洪湾企人石流入南海,长54km,称磨刀门水道。主流在甘竹滩附近向北分汊经甘竹溪与顺德水道贯通;在天河附近向东南分出东海水道,东海水道在海尾附近又分出容桂水道和小榄水道,分别流向洪奇门和横门出海。主流西海水道在太平墟附近分出古镇水道,至古镇附近又流回西海水道;在北街附近向西南分出江门水道流向银洲湖;在百顷头分出石板沙水道,该水道又分出荷麻溪、劳劳溪与虎跳门水道、鸡啼门水道连通;至竹洲头又分出螺洲溪流向坭湾门水道,并经鸡啼门水道出海。
(2)甘竹溪。为佛山市顺德区樵桑联围和齐杏联围的界河。甘竹溪位于佛山市顺德区境内,是西、北两江水流在西北江三角洲自上而下相贯通的第三条水道(第一条是青岐涌,第二条是思贤滘,第四条是东海水道),是珠江三角洲通往广西梧州的多条航道之一。甘竹溪流自西江左岸入口的甘竹滩起,向东南流至与勒流河的交汇口顺德区勒流镇止,河长15.0km,河面宽100~250m。
甘竹溪水道可分为两段,甘竹滩船闸—顺德支流口,长10.5km,河面较宽,一般为110~200m,弯曲半径亦较大,航道水深多数在4.0m以上,航道宽度一般为60~70m。顺德支流口—三槽口长4.5km,河道狭窄而且弯曲,河面宽度一般为60~80m,最狭窄处仅50m。
甘竹溪水道西面为西江,东面通顺德水道,在西江流入甘竹溪的入口处有很多礁石,为著名的险滩。滩底横卧着一条连接左右岸的石脉,滩流湍急,汛后潮汐盛期,因滩上西江退潮比滩下甘竹溪下游退潮要慢,水位常出现0.3~0.5m的落差;涨潮时,又因甘竹溪下游比滩上西江涨潮要快,此时滩下甘竹溪下游水位反而比滩上西江水位稍高,也常形成0.3m左右的水位差。水电站未建时,甘竹溪的天然流态,多数情况是西江水流从甘竹滩入口经甘竹溪东北流,转勒流河过三槽口注入北江水系的顺德水道,汛期滩上与滩下水位落差常在1.0m左右,甘竹滩水电站船闸建成前无法通航。1974年5月,在甘竹滩上建成甘竹滩洪潮水力发电站。
(3)顺德支流。地处广东省佛山市顺德区,位于西北江三角洲的中部上游,与顺德水道的分支——甘竹溪相接,下游与容桂水道相通,顺德支流从勒流三界庙分支至容奇止,全长21km,平均河宽200~300m。
顺德支流为齐杏联围和顺德第一联围的界河。
(4)伦教涌、鸡洲涌。属于顺德第一联围内的小河涌。伦教涌全长约17km,鸡洲涌全长约10km。
(5)李家沙水道。顺德水道的分支,位于三角洲中部的沙田区,南北走向,河型微弯,北起番禺市的紫坭,南至顺德市的板沙尾,贯通容桂水道和沙湾水道及浮莲岗水道,从而沟通西江、北江下游,是连接西江和狮子洋两大运输干线的主要航道。李家沙水道为顺德第一联围和番顺联围的界河,其西侧为顺德第一联围,东侧为番顺联围。
(6)榄核河。番顺联围和四六村围的界河。榄核河为潮汐天然河流,上接沙湾水道,下通蕉门水道,自磨碟头至雁沙尾全长14km。流经南沙区榄核、灵山等地,是榄核镇上通广州、市桥,下往灵山、大岗等地的水上交通要道。
(7)浅海涌。潮汐天然河流,自碰尾头至子沙尾全长9km。上下均与榄核河衔接,可看作榄核河的一大支流,流经南沙区榄核镇、灵山镇,河宽60~100m,一般70m左右。
(8)蕉门水道。该段也叫西樵水道,为潮汐天然河流,上接沙湾水道,在雁沙尾有一左汊高沙河亦可接蕉门水道。流经南沙区鱼窝头、榄核、灵山等地,是南沙区南北水上交通主要航道之一,是上述各地和大岗镇的船舶往返市桥、广州等地的要道,自西樵头至雁沙尾全长10km。
(9)高沙河。又叫西沥水道,是潮汐天然河流,上接西樵水道,下通蕉门水道,自高沙头至万洲尾全长9km,流经南沙区鱼窝头镇、灵山镇,河宽一般为110~220m。
(10)骝岗涌。一条潮汐天然河流,上接沙湾水道,下通蕉门水道,自沙鼻头至万洲尾全长17km。该水道河宽80~200m,一般为120~150m。
(11)狮子洋。位于东莞市沙田镇的西部,是区内河流的主要承泄区,沙田联围区海岸线长约5km。
(12)穗丰年水道。位于东莞市沙田镇沙田联围的西部,为沙田联围内主要河流之一,现状河道为天然状态,河长约4.65km,流域最远点位于最丰村,上游河道宽50~80m,下游河宽约140m,于裕隆村西南通过围垦水闸注入狮子洋。穗丰年水道河道按照20年一遇防洪标准设计,设计洪水位为1.74m。
(13)鞋底沙河。东江南支流的分支在东莞市厚街镇境内称鞋底沙河,流经全镇的西侧边缘,镇内河段长约5.4km,水面宽60~140m。鞋底沙河堤防在厚街境内长度4.8km,受潮汐影响,设计洪(潮)标准采用50年一遇。
(14)太平水道。又名东引运河,为东莞市沙田镇沙田联围的外围水系,位于沙田镇的南部,流经沙田镇河段长约7km,宽100~160m。
2.1.5 水功能区划
1.河流水功能区划
珠江三角洲有水功能一级区92个,长度3068km。其中缓冲区9个,长度525km;保护区6个,长度262km;保留区4个,长度274km;开发利用区73个(水功能二级区82个),长度2007km。
该工程取水口所在的水功能一级区为西江干流水道肇庆-佛山-江门开发利用区,水功能二级区为西江干流水道江门饮用渔业用水区。
2.受水区水功能达标率分析
珠江三角洲地表水水功能区2014年水质达标情况见表2.5。
参与评价的一级水功能区有25个,达标个数为17个,达标率为68%;参与评价的二级水功能区有112个,达标个数为44个,达标率仅为39.3%。该工程所在的西江干流水道江门饮用渔业用水区,2014年进行了6次水质评价,达标率为100%。
表2.5 珠江三角洲地表水水功能区2014年水质达标情况