基于RS与GIS的南汇东滩围垦研究

RS和GIS技术是滩涂围垦监测最经济和有效的方法之一。本文基于1983年以来多期遥感影像,解译出了不同时期人工岸线的位置,在此基础上利用GIS技术分析了近30年来南汇东滩的围垦过程及其与滩涂淤涨速率的关系。结果表明,近30年来南汇东滩的围垦过程呈现＂由慢至快＂的发展趋势,经历了＂缓慢—稳步—高速＂三个发展阶段：（1）1983～1995年年均围垦速率约1.23km2/a,圈围速率较小;（2）1995～2000年为7.95km2/a,围垦速率处于稳步增长阶段;（3）2002～2005年为35.27km2/a,是围垦速率最大的阶段。2002年以前,围垦速率与滩涂淤涨速率基本一致,2002年之后,围垦速率远大于滩涂淤涨速率。本文认为8km2/a是南汇东滩适宜的围垦速度。2002年之后南汇东滩的快速围垦并没有导致上海整体滩涂面积的减少,围垦可不囿于局部滩涂面积的稳定,以全市总体滩涂面积和湿地水平的动态平衡,可为滩涂资源开发利用提供现实选择。     

1958—2015年长江口水下三角洲地形演变特征及趋势

基于近期流域减沙背景下长江口水下三角洲地形的演变特征与趋势,选用1958—2015年覆盖面积超过7 000 km2的长江口实测水下地形数据,在Surfer软件支持下开展水下三角洲地形冲淤分析,探讨了水下地形演变影响因素。结果表明:1958—2015年,长江口水下三角洲经历了淤积—平衡—剧烈波动3个阶段;持续的流域减沙已导致10 m等深线以浅区域从2009年开始进入净侵蚀状态;流域来沙锐减与极端气候引发的口外及邻近海域对河口泥沙的补给是近年长江口水下三角洲冲淤变化剧烈的主要原因;长江口向外海年均输送泥沙量可能低于1.20亿t,与近年流域年均来沙量较为接近,未来长江口水下三角洲有望逐渐进入整体冲淤平衡状态。     

三峡水库影响前重庆主城区河段河床演变分析

重庆主城区河段处于三峡水库变动回水区,又是嘉陵江汇入长江的河段,水流条件和泥沙运动十分复杂.采用重庆主城区河段在三峡水库影响前的1980、1996、2002～2005年观测资料,分析了岸线、洲滩、深槽、冲淤量等变化.结果表明,三峡水库影响前,重庆主城区河段年内有冲有淤,其中汛期主要为淤、汛前与汛后主要为冲,年际间略呈冲刷状态.     

南黄海辐射沙洲趋势性演变的动力机制分析

南黄海辐射沙洲区水道及其之间的沙洲普遍存在逐渐向南偏移的趋势,对这种趋势性演变机理及驱动力的认识成为辐射沙洲区海岸开发过程中亟待解决的问题。在恢复黄河北归以来苏北黄河三角洲海岸不同发育阶段的岸线位置和水下地形的基础之上,通过所建立的潮波数学模型,研究了在苏北黄河三角洲不同演变阶段南黄海潮波系统的特征及其变化。研究表明,随着岸线后退和水下三角洲的夷平,辐射沙洲地区潮差不断增大;水动力不断加强,而且加强的区域逐渐向南偏移,这种大范围区域性水动力主轴的向南偏移有可能是导致辐射沙洲整体南移的主导因素之一。     

上海崇明东滩岸线演变分析及趋势预测

认识崇明东滩岸线的演变规律,对于崇明东滩湿地的保护和利用具有重要意义。利用面向对象的方法,选取1987年至2006年中的6景Landsat-5 TM卫星影像数据,解译出对应年份的东滩岸线。为了对较复杂的非平直岸线的变化进行建模,提出了基于地形梯度的正交断面方法,构建了基于图形学的分析预测模型,对岸线的演变进行分析,预测了2010年和2015年的岸线位置。结果显示：（1）崇明东滩以东南角节点为界,分为南侧的侵蚀岸段和其余的淤涨岸段,总体淤涨速率有减慢趋势,最大侵蚀速率为22.0 m/a,最大淤涨速率为247.2 m/a;（2）北侧自东旺沙水闸向东约4 km长的岸段存在明显的冲淤交替现象;（3）岸线演变受抑制区段都位于东滩两侧岛影缓流区的边界;（4）由于岸外东南侧发育有10 m深槽,除非有特殊的水动力条件出现,东滩未来的岸线将偏向东北方向演变。     

南黄海大型潮汐水道动力地貌环境对人类活动响应——以小庙洪水道为例

辐射沙脊群内潮汐水道由于没有固定的边界，其稳定性对人类活动影响更加敏感。通过收集近20年来辐射沙脊群南翼小庙洪海域实测高分辨率水下地形资料，结合数学模型分析研究人类活动对小庙洪海域水动力和地形冲淤累积影响。研究结果表明：近20年来小庙洪水域边滩匡围面积达126.09 km²，边滩匡围导致小庙洪尾部、中部及口门段断面流量分别减小14.2%、15.79%和9.13%；尾部、中部及口门段深槽区平均流速分别减小20~30 cm/s、10~20 cm/s和5~10 cm/s。小庙洪水道南侧-5 m等深线变化幅度较小，基本保持稳定状态；-10 m等深线继续向西延伸，向南拓展。近20年来小庙洪边滩匡围虽导致水道内纳潮量和水动力有所减弱，但由于目前匡围区均处于高滩区域，各匡围工程所引起的泥沙冲淤仅限于工程区附近，对小庙洪水道整体稳定性、深槽主轴南逼、口门水道整体北淤南冲的演变趋势没有产生明显影响。     

南黄海大型潮汐水道动力地貌环境对人类活动响应——以小庙洪水道为例

辐射沙脊群内潮汐水道由于没有固定的边界，其稳定性对人类活动影响更加敏感。通过收集近20年来辐射沙脊群南翼小庙洪海域实测高分辨率水下地形资料，结合数学模型分析研究人类活动对小庙洪海域水动力和地形冲淤累积影响。研究结果表明:近20年来小庙洪水域边滩匡围面积达126.09 km2，边滩匡围导致小庙洪尾部、中部及口门段断面流量分别减小14.2%、15.79%和9.13%；尾部、中部及口门段深槽区平均流速分别减小20~30 cm/s、10~20 cm/s和5~10 cm/s。小庙洪水道南侧-5 m等深线变化幅度较小，基本保持稳定状态；-10 m等深线继续向西延伸，向南拓展。近20年来小庙洪边滩匡围虽导致水道内纳潮量和水动力有所减弱，但由于目前匡围区均处于高滩区域，各匡围工程所引起的泥沙冲淤仅限于工程区附近，对小庙洪水道整体稳定性、深槽主轴南逼、口门水道整体北淤南冲的演变趋势没有产生明显影响。     

近三十年长江口横沙岛潮滩湿地地貌演变对河口工程的响应

由于人类活动的不断加剧和入海泥沙的日益减少,我国部分河口潮滩湿地已面临严重的侵蚀退化风险,给沿岸城市发展带来巨大威胁,实现河口潮滩湿地的科学管理和合理利用极为紧迫。本研究利用1990—2017年多期长江口深水航道北导堤工程与横沙岛成陆-促淤工程前后区域海图地形数据,使用ArcGIS地理配准、等深线数字化、数字高程模型建立和叠加分析等功能分析长江口横沙岛潮滩湿地地貌、等深线形态与地形冲刷-淤积厚度的时空变化过程。研究结果表明,长江口深水航道北导堤工程与横沙岛成陆-促淤工程的实施,改变了横沙岛潮滩湿地周边水域的水文泥沙动力条件,使得地貌冲淤时空特征发生变化：1）深水航道北导堤工程与横沙岛成陆-促淤工程的实施极大地推动了特征等深线的向外延伸,其中0、2和5 m等深线包络面积年均最大增长率（2009—2013年）分别是工程前（1990—1998年）的42.13、280.73和235.65倍,0~1、1~2、2~3、3~4及4~5 m等深线包络体积整体呈现1990—1998年、1998—2009年、2009—2013年增加,2013—2017年较为明显减少,潮滩湿地"长高不长大"的趋势;2）冲刷-淤积频率特征表现为工程前微淤（1990—1998年）、工程后微淤（1998—2009年）、淤积增加明显（2009—2013年）及微冲（2013—2017年）,长江入海泥沙通量的减少对2 m等深线以深区域的潮滩发育可能产生一定影响。     

长江口九段沙下段冲淤演变水动力机制分析

概述了长江口深水航道整治一期工程及工程对九段沙下段地形冲淤的影响.根据已建立的σ坐标系下三维非线性水流数学模型,用新测水文资料对模型进行验证.利用所建立的模型,结合由现场测量得到一期工程前后九段沙下段近期地形演变,数值模拟了北槽区域流通量、底层欧拉余流和北槽中下段平面水流特征,以综合分析北槽水域水动力变化对九段沙下段地形冲淤变化的影响.     

北部湾海湾岸线时空变化特征研究

人类活动对我国海湾生态环境的影响日趋严重,作为海湾变化的重要表征—海湾岸线自然成为陆海相互作用研究的主要内容之一。本文以西部大开发的前沿—北部湾海湾岸线为对象,利用Landsat系列影像反演1991、2005及2010年北部湾1595km的大陆岸线;选择1991~2010年间北部湾北部变化强烈的40个岸段,分析岸线的冲淤变化。结果表明:北部湾海湾曲折岸线的固有属性已发生改变,岸线平直化趋势明显;海湾岸线冲淤交互存在,相对遮蔽的岸段岸线积极向海推进,年淤积速率为23m/a,无防护地带的岸线以侵蚀为主,年平均侵蚀速率为24m/a;在不同类型的海湾岸线中,生物海岸与砂质海岸表现为向陆蚀退,年平均侵蚀14m/a,淤泥质海岸为向海淤积,年平均淤积速率为9m/a,基岩海湾岸线变化不大。     

长江口地区地面沉降的深部动力学机制分析

地表变形、活动断裂和地球物理的综合分析表明,菲律宾洋壳向欧亚大陆的俯冲导致的地幔对流是控制中国东部沿海地区晚新生代以来构造作用的主导因素,是长江口地区地面沉降的主要深部动力学机制。由于地幔对流和青藏高原挤压共同作用导致的地壳热流值的差异则是长江口地区西部隆升、东部沉降且向东沉降速率增大的直接驱动力。预测未来长江口地区的基岩沉降范围将以>10cm/a的速率向西扩大,沉降速率将呈明显加速趋势,40000a之内上海市可能被海水淹没,但板块构造演化的“渐变”特征决定其对当地未来的人类活动不会造成显著影响。根据“地壳均衡理论”,建议在长江口南西部(浙江省北东部)的丘陵山区加大重力载荷如加快城市化进程或人工造山以减小和控制上海地区的沉降。     

Spatial, Temporal, and Human-Induced Variations in Suspended Sediment Concentration in the Surface Waters of the Yangtze Estuary and Adjacent Coastal Areas

To delineate temporal and spatial variations in suspended sediment concentration (SSC) in the Yangtze (Changjiang) Estuary and adjacent coastal waters, surface-water samples were taken twice daily from 10 stations over periods ranging from 2 to 12?years (total number of samples >28,000). Synoptic measurements in 2009 showed an increase in surface SSC from 0.058?g/l in the upper sections of the estuary to ??0.6?g/l at the Yangtze River turbidity maximum at the river mouth, decreasing seaward to 0.057?g/l. Annual periodicities reflect variations in the Yangtze discharge, which affect the horizontal distribution and transport of SSC, and seasonal winds, which result in vertical resuspension and mixing. Over the past 10?C20?years, annual surface SSC in the lower Yangtze River and the upper estuary has decreased by 55%, due mainly to dam construction in the upper and middle reaches of the river. The 20?C30% decrease in mean surface SSC in the lower estuary and adjacent coastal waters over the same period presumably reflects sediment resuspension, in part due to erosion of the subaqueous Yangtze Delta. SSCs in the estuary and adjacent coastal waters are expected to continue to decline as new dams are constructed in the Yangtze basin and as erosion of the subaqueous delta slows in coming decades.     

Coastal vulnerability to wave storms of Sele littoral plain (southern Italy)

This paper presents a new method for coastal vulnerability assessment (CVA), which relies upon three indicators: run-up distance (as a measurement of coastal inundation), beach retreat (as a measurement of potential erosion), and beach erosion rate (obtained through the shoreline positions in different periods). The coastal vulnerability analysis of Sele Coastal Plain to storm impacts is examined along a number of beach profiles realized between 2008 and 2009. This particular study area has been selected due to its low-lying topography and high erosion propensity. Results are given in terms of an impact index, performed by combining the response due to coastal inundation, storm erosion, and beach erosion rate. This analysis is implemented on the basis of morphosedimentary characteristics of the beach, wave climate evaluation, and examination of multitemporal aerial photographs and topographic maps. The analysis of the final results evidences different coastal responses as a function of the beach width and slope, which in turn depend on the local anthropization level. The comparison of this method with a Coastal Vulnerability Index method evidences the better attitude of CVA index to take into account the different beach features to explain the experienced damages in specific stretches of the coastline considered.     

河口三角洲海岸侵蚀及防护措施浅析——以黄河三角洲及长江三角洲为例

进入20世纪50年代以来,我国海岸侵蚀日趋明显,一些海岸带资源或油田设施遭到破坏。针对我国黄河三角洲和长江三角洲海岸线的侵蚀现状,分析了我国海岸线侵蚀的主要因素:河流泥沙减少;海平面的上升或海洋动力因素增强以及人为因素的影响。并对目前我国所采用的海岸防护措施进行了分析。提出了我国海岸防护工程类型较多,应根据海岸侵蚀的特点采用不同的措施或多种形式组合,因势利导,使工程达到最好的防护效果。     

粤港澳大湾区1975—2018年海岸线时空演变与影响因素分析

海岸带是陆地向海洋延伸的过渡地带,是人口最为密集、人类活动最频繁的区域,全球超过50%的人口和60%的GDP总量集聚在离海岸线不足100 km的区域。海岸线对海平面上升、海岸侵蚀、港湾淤积、湿地生态资源、近海海域环境等具有重要的指示作用。本研究利用遥感影像获取了粤港澳大湾区（以下简称大湾区）1975—2018年间的大陆海岸线数据,并基于GIS平台,对海岸线开发利用程度以及空间位置变迁进行了定量分析,探讨了海岸线变迁的驱动力。结果表明：（1）大湾区大陆岸线时空变化明显,总体可分为两个阶段。1975—1995年,岸线长度上升明显,岸线类型格局变化显著;1995年后,岸线长度增长较缓,但建设用地态势增长强劲。（2）大湾区大陆岸线整体形态上不断曲折化,分形维数逐渐增长;空间位置变化上,大陆岸线不断向海推进,年平均速率达9.91 m/a,向海延伸最远的地方出现在洪奇门至蕉门和虎跳门至鸡啼门岸段附近,最大值可达197.88 m/a。（3）大湾区大陆岸线的开发利用程度及人类活动干预程度处于逐渐增强的趋势,人为影响主要体现为港口码头建筑岸线及围填养殖岸线。（4）大湾区的地形地貌、水文特征等自然环境是岸线演变的基础,社会经济发展和政策是岸线演变的重要驱动因素。在20世纪末,发展速度对海岸线的影响最大;在21世纪初,发展强度则为演变的主要影响因素。     

全球变化中的浅海沉积作用与物理环境演化——以渤、黄、东海区域为例

以渤、黄、东海陆架区为例 ,综合评述入海沉积物通量、浅海沉积作用和人类活动影响下的物理环境变化。黄河、长江沉积物入海后主要堆积于河口附近 ,沉积速率为 10～ 10 0mm/a ,部分物质输运至陆架区 ,形成泥质沉积体 ,其沉积速率为 1mm/a量级。但目前河流入海沉积物通量呈减小趋势 ,今后河口附近的堆积将会减缓 ,并在总体上转化为侵蚀状态。在过去的 7ka里 ,来自黄河、长江等河流的沉积物形成了河口三角洲、滨海平原、潮流脊和潮汐汊道沉积体系 ,其演化方式是双重的 ,既有常态边界条件和外力作用下的演化 ,又有边界条件和外力作用发生变异时的演化。边界条件和外力作用变异的原因包括入海通量变化、全球气候变化、海面上升和人类活动等。建议从中国海岸带城市化发展的现状和需求出发 ,对此进行深入研究。     

Rapid erosion of the coast of Sagar island, West Bengal - India

The coastal zone of the Sagar island has been studied. The island has been subjected to erosion by natural processes and to a little extent by anthropogenic activities over a long period. Major landforms identified in the coastal area of the Sagar island are the mud flats/salt marshes, sandy beaches/dunes and mangroves. The foreshore sediments are characterized by silty, slightly sandy mud, slightly silty sand and silty sand. Samples 500 m inland from high waterline are silty slightly sandy mud, and by clayey slightly sandy mud. The extent of coastline changes are made by comparing the topographic maps of 1967 and satellite imageries of 1996, 1998 and 1999. Between 1967 and 1999 about 29.8 km² of the island has been eroded and the accreted area is only 6.03 km². Between 1996 and 1998 the area underwent erosion of 13.64 km² while accretion was 0.48 km². From 1998 to 1999, 3.26 km² additional area was eroded with meager accretion. Erosion from 1997 to 1999 was estimated at 0.74 km² /year; however, from 1996 to 1999, the erosion rate was calculated as 5.47 km²/year. The areas severely affected by erosion are the northeastern, southwestern and southeastern faces of the island. As a consequence of coastal erosion, the mud flats/salt marshes, sandy beaches/dunes and mangroves have been eroded considerably. Deposition is experienced mainly on the western and southern part of the island. The island is built primarily by silt and clay, which can more easily be eroded by the waves, tides and cyclonic activities than a sandy coast. Historic sea level rises accompanied by land subsidence lead to differing rates of erosion at several pockets, thus periodically establishing new erosion planes.     

Denudation History of South China Block and Sediment Supply to Northern Margin of the South China Sea

On the basis of apatite fission track (AFT) analyses,this article aims to provide a quantitative overview of Cenozoic morphotectonic evolution and sediment supply to the northern margin of the South China Sea (SCS).Seventeen granite samples were collected from the coast to the inland of the South China block.Plots of AFT age against sample location with respect to the coastline show a general trend of youngling age away from the coast,which implies more prolonged erosion and sediment contribution at the inland of the South China Sea during post break-up evolution.Two-stage fast erosion process,Early Tertiary and Middle Miocene,is deduced from simulated cooling histories.The first fast cooling and denudation during Early Tertiary are recorded by the samples along the coast (between 70 and 60 Ma) and the inland (between 50 and 30 Mu),respectively.This suggests initial local erosion and deposition in the northern margin of the SCS during Early Tertiary.Fast erosion along the coast ceased since ca.50 Ma,while it had lasted until ca.30 Ma inland,indicating that the erosion was transferred from the local coastal zone initially toward the continental interior with unified subsidence of the northern margin,which resulted in the formation of a south-dipping topography of the continental margin.The thermal stosis in the South China block since ca.30 Mu must det'me the time at which the northern margin became dynamically disconnected from the active rifting and stretching that was taking place to the south.The lower erosion rate is inconsistent with higher sedimentary rate in the Pearl River Mouth basin during Late Oligocene (ca.25 Ma).This indicates that the increased sedimentation in the basin is not due to the erosion of the granite belt of the South China block,but perhaps points to the westward propagation of the paleo-Pearl River drainage related to the uplift of the eastern margin of Tibet plateau and southward jumping of spreading axis of the South China Sea.The socond erosion acceleration rate of the Middle Miocene (ca.14 Ma) cooling could have been linked to the long-distance effect of uplift of the Tibet plateau or due to the enhanced East Asian monsoon.     

上海南汇东滩(五期)促淤圈围岩土工程勘察实例分析

上海海岸带位于长江三角洲的前缘。由于长江每年携带大量泥沙,在潮汐动水力作用下,使海岸不断向外伸涨成滩涂。随着上海土地资源的紧缺,开发与利用滩涂,成为上海的当务之急。目前在卢潮港等地正在对滩涂兴起大规模的促淤圈围,而圈围前期的岩土工程勘察尤其重要。对圈围场地的工程地质条件,对围堤的稳定及沉降;对吹填沙源均需进行分析评价。该文对南汇东滩圈围场地的岩土工程地质勘察进行了总结。