珠江口咸潮与干旱复合事件风险及其对气候变化的响应

doi:10.11755/j.issn.1006-7639-2025-06-0846

干旱气象 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (6): 846-855.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-06-0846

珠江口咸潮与干旱复合事件风险及其对气候变化的响应

段海来¹^,²^,³(), 刘畅¹, 谢礼江¹

1.广东省气候中心，广东广州 510640
2.中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室，甘肃兰州 730020
3.中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室，上海 200030

收稿日期:2025-06-13 修回日期:2025-07-24 出版日期:2025-12-31 发布日期:2026-01-19
作者简介:段海来（1982—），男，高级工程师，主要从事应用气象、气候变化及其区域生态响应研究。E-mail： 121888736@qq.com。
基金资助:
中国气象局创新发展专项(CXFZ2024J041);中国气象局青年创新团队项目(CMA2024QN14);干旱气象科学研究基金项目(IAM202401);粤港澳大湾区气象科技协同攻关项目(CHMA2024Z05);中国气象局-南开大学环境健康气象合作项目(CMANKU202403);广东省气象局软科学项目(M202414)

Saltwater intrusion-drought compound event risk in the Pearl River Estuary and its response to climate change

DUAN Hailai¹^,²^,³(), LIU Chang¹, XIE Lijiang¹

1. Guangdong Climate Center， Guangzhou 510640， China
2. Institute of Arid Meteorology， China Meteorological Administration， Key Laboratory of Arid Climate Change and Reducing Disaster of Gansu Province， Key Laboratory of Arid Climate Change and Reducing Disaster of CMA， Lanzhou 730020， China
3. Key Laboratory of Citie’s Mitigation and Adaptation to Climate Change in Shanghai， China Meteorological Administration， Shanghai 200030， China

Received:2025-06-13 Revised:2025-07-24 Online:2025-12-31 Published:2026-01-19

摘要/Abstract

摘要：

探讨咸潮与干旱复合事件风险对气候变化的响应规律，可为保障区域供水安全提供科学依据。以珠江口磨刀门水道为研究对象，基于西江流域广东段逐日干旱资料与珠江口磨刀门广昌泵站咸潮监测数据，运用咸潮与干旱复合事件风险评估模型对珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件风险指数进行计算、评价和预测。结果表明：珠江口磨刀门水道含氯度与西江流域广东段超前8 d平均干旱指数呈显著的非线性负相关，当干旱指数≤-0.69时，即达到咸潮入侵的阈值条件；11月至翌年3月珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件风险指数较高，其中12月中旬至次年1月底风险指数最高；未来中等排放情景（SSP2-4.5）下，秋季咸潮与干旱复合事件风险指数增加趋势明显，尤其11月增加最显著，春季次之；1970—2099年珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件风险指数总体呈现波动增加趋势，相比于近20 a（2001—2020年），近期（2021—2040年）、中期（2041—2060年）、21世纪末（2080—2099年）咸潮与干旱复合事件风险指数将分别增加1.9%、8.4%、9.6%，未来不同时段咸潮与干旱复合事件开始日期将提前10 d以上，结束日期将推迟9 d以上。未来气候变化情景下，珠江口咸潮与干旱复合事件持续时间延长，跨季节风险呈增加趋势，秋冬春持续发生咸潮与干旱复合事件风险的概率明显增大。

关键词: 咸潮, 干旱, 复合事件风险, 气候变化, 珠江口

Abstract:

Investigating the response routine of saltwater intrusion-drought compound risk to climate change provides a scientific basis for safeguarding regional water supply security. This study focuses on the Modaomen waterway in the Pearl River Estuary. Utilizing daily drought data from the Guangdong section of the Xijiang River Basin and salinity monitoring data from the Guangchang Pumping Station in the Modaomen Estuary, this study applies a compound risk assessment model to calculate, evaluate, and project the saltwater intrusion-drought compound risk index for Modaomen. The results show that the chloride concentration in the Modamen waterway of the Pearl Rver Estuary has a significant nonlinear negative correlation with the 8-day antecedent average drought index in the Guangdong section of the Xijiang River Basin. When the drought index is less than or equal to -0.69, the threshold condition for saltwater intrusion is met.The saltwater intrusion-drought compound events risk index in Modaomen is higher from November to March of the following year, with the peak risk occurring from mid-December to late January of the next year. Under the future medium emission scenario (SSP2-4.5), the saltwater intrusion-drought compound events risk index shows a marked increasing trend in autumn, most notably in November, followed by spring. From 1970 to 2099, the saltwater intrusion-drought compound events risk index in Modaomen of the Pearl River Estuary generally shows a fluctuating upward trend. Compared with the recent 20-year period (2001-2020), the risk index will increase by 1.9%, 8.4%, and 9.6% in the near-term (2021-2040), mid-term (2041-2060), and late-21st-century (2080-2099), respectively. The start dates of saltwater intrusion-drought compound events will advance by more than 10 days, and the end dates will delay by more than 9 days in different future periods. Under future climate change scenarios, the duration of compound saltwater intrusion and drought events in the Pearl River Estuary will lengthen, the cross-seasonal risk will show an increasing trend, and the probability of such events occurring consecutively in autumn, winter, and spring will rise significantly.

Key words: saltwater intrusion, drought, risk of compound events, climate change, Pearl River Estuary

中图分类号:

P407.7

段海来, 刘畅, 谢礼江. 珠江口咸潮与干旱复合事件风险及其对气候变化的响应[J]. 干旱气象, 2025, 43(6): 846-855.

DUAN Hailai, LIU Chang, XIE Lijiang. Saltwater intrusion-drought compound event risk in the Pearl River Estuary and its response to climate change[J]. Journal of Arid Meteorology, 2025, 43(6): 846-855.

图/表 9

图1 西江流域广东段（灰色填充）气象站点分布及广昌泵站位置

Fig.1 Spatial distributions of meteorological stations in the Guangdong section of the Xijiang River Basin （the gray shaded area） and the location of Guangchang Pump Station

图2 2010—2023年珠海广昌泵站逐日含氯度与西江流域广东段不同气象站1~15 d滑动平均干旱指数相关系数

Fig.2 Correlation coefficients between daily chlorinity at Zhuhai Guangchang Pump Station and 1-15-day running mean drought indices at different meteorological stations in the Guangdong section of the Xijiang River Basin during 2010-2023

图3 1970—2024年珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件风险指数的日变化

Fig.3 The daily variation of the saltwater intrusion-drought compound events risk index in the Modaomen of the Pearl River Estuary during 1970-2024

图4 1970—2024年珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件风险指数及其累积距平年际变化

Fig.4 Inter-annual variation of risk index and cumulative anomaly of the saltwater intrusion-drought compound events in the Modaomen of the Pearl River Estuary during 1970-2024

图5 1970—2024年珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件过程开始日期和结束日期年际变化

Fig.5 Inter-annual variations of the start and end dates of the saltwater intrusion-drought compound event processes in the Modaomen of the Pearl River Estuary during 1970-2024

图6 中等温室气体排放情景（SSP2-4.5）下不同时段西江流域广东段干旱日数相对于2001—2020年变化百分率空间分布（单位：%）（a）2021—2040年，（b）2041—2060年，（c）2080—2099年，（d）2025—2099年

Fig.6 The spatial distribution of percentage changes of drought days in the Guangdong section of the Xijiang River Basin in different periods relative to 2001-2020 under the medium greenhouse gas emission scenario (SSP2-4.5) (Unit: %) (a) 2021-2040, (b) 2041-2060, (c) 2080-2099, (d) 2025-2099

图7 2021—2040年、2041—2060年和2080—2099年珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件风险指数与2001—2020年差值的日变化

Fig.7 The daily variation of the difference of the saltwater intrusion-drought compound events risk index between 2021-2040， 2041-2060， 2080-2099 and 2001-2020 in the Modaomen of the Pearl River Estuary

图8 2025—2099年珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件风险指数年际变化

Fig.8 Inter-annual variation of the saltwater intrusion-drought compound events risk index in the Modaomen of the Pearl River Estuary during 2025-2099

表1 未来气候变化情景下珠江口磨刀门咸潮与干旱复合事件风险指数相较于2001—2020年基准水平的变化

Tab.1 Changes in the saltwater intrusion-drought compound event risk index in the Modaomen of the Pearl River Estuary under future climate change scenarios compared with the 2001-2020 baseline

研究时段	咸潮与干旱复合事件风险指数	平均开始日期	平均结束日期
2001—2020年	基准值（17.2%）	11月24日	3月27日
2021—2040年	增加1.9%	提前10 d	推迟9 d
2041—2060年	增加8.4%	提前18 d	推迟23 d
2080—2099年	增加9.6%	提前14 d	推迟19 d

参考文献 38

[1]	陈水森, 方立刚, 李宏丽, 等, 2007. 珠江口咸潮入侵分析与经验模型:以磨刀门水道为例[J]. 水科学进展, 18(5): 751-755.
[2]	陈逸骁, 岳思妤, 夏雯雯, 2024. 中国干旱灾害的时空变化及其与直接经济损失的关联性研究[J]. 干旱气象, 42 (4): 485-497.
[3]	陈子燊, 高时友, 陈玲舫, 2015. 珠江口磨刀门水道盐度变化对水文气象要素的频率响应特征[J]. 海洋通报, 34(1): 14-20.
[4]	杜尧东, 杨红龙, 刘蔚琴, 2014. 未来RCPs情景下珠江流域降水特征的模拟分析[J]. 热带气象学报, 30(3): 495-502.
[5]	段海来, 王春林, 唐力生, 等, 2014. 华南地区晚稻洪涝灾害风险评估[J]. 生态学杂志, 33(5): 1 368-1 373.
[6]	侯成程, 朱建荣, 2013. 长江河口盐水入侵对大通枯季径流量变化的响应时间[J]. 海洋学报:中文版, 35(4): 29-35.
[7]	黄锐贞, 陈晓宏, 何艳虎, 等, 2017. 上游来水与下游潮位对河口含氯度的影响: 以磨刀门河口为例[J]. 中国农村水利水电(4): 101-105.
[8]	孔兰, 陈晓宏, 闻平, 等, 2011. 2009/2010年枯水期珠江口磨刀门水道强咸潮分析[J]. 自然资源学报, 26(11): 1 858-1 865.
[9]	李军, 吴旭树, 王兆礼, 等, 2021. 基于新型综合干旱指数的珠江流域未来干旱变化特征研究[J]. 水利学报, 52(4): 486-497.
[10]	李文善, 左常圣, 王慧, 等, 2019. 中国主要入海河口咸潮入侵变化特征[J]. 海洋通报, 38(6): 650-655.
[11]	梁靖习, 徐龑文, 张蔚, 等, 2024. 西北江径流量变化对感潮河口咸潮上溯的影响[J]. 科学技术与工程, 24(7): 2 893-2 900.
[12]	林中源, 黄鹏飞, 吕超寅, 等, 2023. 珠江河口磨刀门水道枯季咸潮预报模型研究[J]. 中国防汛抗旱, 33(6): 20-24.
[13]	刘金贵, 李谊纯, 仉天宇, 2023. 珠江河口咸潮入侵研究进展[J]. 广东海洋大学学报, 43(1): 134-140.
[14]	刘明清, 郭振仁, 陈清华, 等, 2013. 珠江口咸潮上溯的环境影响研究[J]. 中国环境科学, 33(增刊1): 79-86.
[15]	刘晓梅, 李晶, 吕志红, 等, 2009. 近50年辽宁省干旱综合指数的动态变化[J]. 生态学杂志, 28(5): 938-942.
[16]	刘悦忆, 郑航, 赵建世, 等, 2022. 极端干旱下河口咸潮上溯对径流过程的响应(Ⅱ): 深度学习预测[J]. 水利水电技术:中英文, 53(10): 132-143.
[17]	刘祖发, 关帅, 张淦濠, 等, 2016. 基于FVCOM的虎门水道盐水入侵三维数值模拟[J]. 热带海洋学报, 35(2): 10-18.
[18]	卢鹏宇, 林凯荣, 杨裕桂, 等, 2020. 基于多模型集成的月尺度磨刀门咸潮预测研究[J]. 人民珠江, 41(10): 1-5.
[19]	涂新军, 吴海鸥, 陈晓宏, 等, 2022. 滨海地区基于避咸蓄淡模式的供水安全临界流量研究:以粤港澳大湾区珠澳供水为例[J]. 湖泊科学, 34(1): 194-206.
[20]	王春林, 陈慧华, 唐力生, 等, 2012. 基于前期降水指数的气象干旱指标及其应用[J]. 气候变化研究进展, 8(3): 157-163.
[21]	王春林, 段海来, 邹菊香, 等, 2014. 华南早稻干旱灾害评估模型及其时空特征[J]. 中国农学通报, 30(18): 40-48.
[22]	王天, 涂新军, 周宗林, 等, 2022. 基于CMIP6的珠江流域未来干旱时空变化[J]. 农业工程学报, 38(11): 81-90.
[23]	位帅, 黄宇铭, 林凯荣, 等, 2025. 磨刀门水道咸潮演变规律及咸界变化分析[J]. 中国农村水利水电(2): 88-96.
[24]	薛亮, 袁淑杰, 王劲松, 2023. 我国不同区域气象干旱成因研究进展与展望[J]. 干旱气象, 41(1): 1-13.
[25]	杨芳, 林中源, 邹华志, 等, 2023. 极端干旱条件下珠江口东江三角洲咸潮上溯响应规律研究[J]. 海洋通报, 42(5): 496-507.
[26]	袁文平, 周广胜, 2004. 标准化降水指标与Z指数在我国应用的对比分析[J]. 植物生态学报, 28(4): 523-529.
[27]	张灵, 吴恩捷, 潘浩桦, 等, 2024. 1960—2020年珠江流域跨季节尺度干旱时空变化[J]. 农业工程学报, 40(13): 77-84.
[28]	张钊汇, 危小艳, 张蔚, 2024. 三维理想河口盐水入侵对径潮驱动变化的响应[J]. 河海大学学报:自然科学版, 52(3): 96-102.
[29]	朱瑞, 杨芳, 万东辉, 等, 2025. 珠江口磨刀门水道咸潮入侵下区域供水风险评估与预警要素研究[J]. 中国科学: 技术科学, 55(2): 339-358.
[30]	AN Q, WU Y Q, TAYLOR S, et al, 2009. Influence of the Three Gorges Project on saltwater intrusion in the Yangtze River Estuary[J]. Environmental Geology, 56(8): 1 679-1 686.
[31]	CAI H Y, SAVENIJE H H G, ZUO S H, et al, 2015. A predictive model for salt intrusion in estuaries applied to the Yangtze estuary[J]. Journal of Hydrology, 529: 1 336-1 349.
[32]	EL BILALI A, TALEB A, NAFII A, et al, 2021. Prediction of sodium adsorption ratio and chloride concentration in a coastal aquifer under seawater intrusion using machine learning models[J]. Environmental Technology & Innovation, 23: 101641. DOI:10.1016/j.eti.2021.101641.
[33]	IPCC, 2021. Climate change 2021: The Physical Science Basis[M]. Cambridge: Cambridge University Press.
[34]	IPCC, 2022. Climate change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability[M]. Cambridge: Cambridge University Press.
[35]	LAL A, DATTA B, 2018. Development and implementation of support vector machine regression surrogate models for predicting groundwater pumping-induced saltwater intrusion into coastal aquifers[J]. Water Resources Management, 32(7): 2 405-2 419.
[36]	LIN Z Y, ZHANG H, LIN H Y, et al, 2019. Intraseasonal and interannual variabilities of saltwater intrusion during dry seasons and the associated driving forcings in a partially mixed estuary[J]. Continental Shelf Research, 174: 95-107.
[37]	TRAN T T, PHAM N H, PHAM Q B, et al, 2022. Performances of different machine learning algorithms for predicting saltwater intrusion in the Vietnamese Mekong Delta using limited input data: A study from Ham Luong River[J]. Water Resources, 49(3): 391-401.
[38]	TULLY K, GEDAN K, EPANCHIN-NIELL R, et al, 2019. The invisible flood: The chemistry, ecology, and social implications of coastal saltwater intrusion[J]. BioScience, 69(5): 368-378.

珠江口咸潮与干旱复合事件风险及其对气候变化的响应

Saltwater intrusion-drought compound event risk in the Pearl River Estuary and its response to climate change

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[1]	杨耀先, 姚玉璧, 阳仁贵, 高瑜昺, 张伟伟, 邓梦雨, 肖淼元. 中纬度大气环流异常对2024年加州干旱引发山火的影响[J]. 干旱气象, 2025, 43(5): 655-666.
[2]	于晓晶, 张丽霞, 于志翔, 杨可儿. 2025年1月美国洛杉矶破纪录山火事件的干旱气象条件归因[J]. 干旱气象, 2025, 43(5): 667-677.
[3]	赵采玲, 杨金虎, 岳平, 颜鹏程, 李忆平, 李红, 李丹华. 2024年7月美国加利福尼亚州山火与干旱和高温等极端气象条件的关系及大气环流成因[J]. 干旱气象, 2025, 43(5): 678-688.
[4]	赵斯楠, 赵海燕, 代潭龙, 李睿, 邵丽芳, 张强. 高温和干旱对美国加利福尼亚州山火的影响[J]. 干旱气象, 2025, 43(5): 689-700.
[5]	李祎君. 不同干旱年型下冬小麦的抗旱效益估算[J]. 干旱气象, 2025, 43(4): 555-562.
[6]	何慧根, 张驰, 成青燕, 李永华, 甘薇薇, 金燕. 川渝地区夏季气象干旱差异及大气环流成因分析[J]. 干旱气象, 2025, 43(3): 355-365.
[7]	聂振岭, 吴国明, 董航宇. 干旱灾害对河北省苹果种植的风险评估[J]. 干旱气象, 2025, 43(3): 375-384.
[8]	苏天鑫, 孟宪红, 杨显玉, 安颖颖, 赵采玲. 1963—2022年西北地区中西部干旱演变特征及植被响应研究[J]. 干旱气象, 2025, 43(2): 163-175.
[9]	唐玉瑞, 齐月, 王鹤龄, 杨阳, 赵鸿, 张凯, 魏星星, 王仁奎. 干旱胁迫下春玉米七叶期光合特性及其响应机理[J]. 干旱气象, 2025, 43(2): 176-185.
[10]	刘玉莲, 李秀芬, 康恒元, 孙爽, 袁芳, 周贺玲, 沈月钊. 1961—2023年黑龙江省多尺度干旱时空特征[J]. 干旱气象, 2025, 43(2): 186-194.
[11]	潘永地, 肖晶晶, 潘彦华, 石界. 一种基于累积降水与累积蒸发的气象干旱指数[J]. 干旱气象, 2025, 43(1): 1-10.
[12]	周建琴, 李蒙, 陶云, 窦小东, 王玉尤婷. 云南农业干旱灾害演变特征及其与气候因子的关系研究[J]. 干旱气象, 2025, 43(1): 21-31.
[13]	谢益军, 黄菊梅, 杨伟, 黄天赐, 吴浩, 袁泉. 洞庭湖滨湖小时风速及湖陆风变化特征[J]. 干旱气象, 2025, 43(1): 54-63.
[14]	张玉翠, 谭江红, 闫彩霞. 湖北省区域性高温、干旱及其复合事件变化特征及危险性评估[J]. 干旱气象, 2024, 42(6): 825-835.
[15]	杨晓玲, 孙旭映, 杨金虎, 吴雯, 赵慧华, 陈静. 石羊河流域复合高温干旱事件的识别及其演变特征[J]. 干旱气象, 2024, 42(6): 836-843.