基于遥感的江苏省大陆岸线岸滩时空演变

基于江苏省1984-2016年61景多源遥感影像数据和部分实测潮位、坡度数据,利用遥感技术结合改进的水边线方法提取了多时相的海岸线和平均大潮低潮线,研究了江苏省绣针河口至连兴河口大陆岸线岸滩的时空演变特征。结果表明：1984-2016年,由于海岸带开发,江苏省的海岸线整体以向海推进为主,自然岸线由458.24 km逐渐减少至166.74 km,人工岸线由163.66 km快速增加至598.74 km,大陆岸线长度由621.90 km增加至765.48 km。发生位置和长度变化的岸段中,淤长岸段长127.62 km,年均向海推进83.03 m;围垦岸段长401.21 km,年均向海推进87.63 m;冲刷岸段长71.17 km,年均离海后退10.81 m;围垦被侵蚀岸段长25.95 km,年均离海后退8.64 m。海岸线的空间变化导致江苏省沿海陆地面积净增加104332 hm²,其中由于围垦增加的陆地面积98520 hm²,围垦是陆地面积增加的主要原因。海岸线的离海后退主要发生在废黄河三角洲岸段,但是到2008-2016年,岸线的侵蚀范围已向南扩大至新洋河口至斗龙港岸段。受围垦活动及岸线侵蚀影响,江苏省潮间带坡度不断变陡,统计断面的平均坡度由1.4‰增加至1.9‰,其中废黄河三角洲岸段的中山河口至扁担河口岸段坡度最陡,基本在3~14‰之间;辐射沙洲陆岸岸段坡度最为平缓,但坡度也在逐渐陡化,由0.9‰增加至1.5‰。潮间带面积由271747 hm²减少至168645 hm²,减幅38%;潮间带平均宽度由5064 m减少至3096 m,减幅39%。     

江苏中部海岸潮沟的形态变化特征

作为一种典型的潮滩地貌单元,潮沟(tidal creeks) 在江苏中部海岸潮间带广泛发育,并表现出复杂的摆动性。本文根据1981-2010 年遥感影像和野外观测数据,对该区潮沟的平面形态变化进行了分析。结果显示,江苏中部海岸潮沟(根据其长度差异) 一般分为4 级,1~3 级潮沟的个数分别为21、97 和688 (1:5:33),其平均长度分别为7587±1544 m、1921±916 m和327±200 m;潮沟在中潮带比较发育,其密度和分汊率明显大于高潮带和低潮带;主潮沟曲率从高潮带向低潮带呈减小趋势;外来引种互花米草扩展和大规模滩涂围垦活动对潮沟产生了较大影响,其中后者明显地抑制了潮沟的发育。研究区潮沟的摆动性具有明显的区域和级别差异。与研究区北部的潮滩区域相比,海岸潮差较大的南部潮滩区潮沟的摆动性较大;同一个潮沟系统其1 级潮沟的摆动性>2 级潮沟>3 级潮沟;同一条潮沟其下段的摆动性>中段>上段;同一区段弯曲岸段的摆动性>顺直岸段;1 级潮沟上段、2 级潮沟中上段、3 级潮沟或位于盐沼内的潮沟其摆动性不明显。     

近20年辽河三角洲地貌演化

运用钻探和浅地层探测等最新调查成果,对近20年的辽河三角洲潮流沉积进行了研究.根据不同时期水深地形和卫星影像资料对比分析了现代辽河三角洲潮流地貌变化.现代辽河三角洲的沉积主体位于双台子河口.研究区10 m深度内的地层主要包括:潮滩相、潮道相和浅海相沉积,其下为古三角洲相.潮滩相沉积物以砂和粉砂为主,分选中等,跳跃和悬浮组分各占50%左右:浅海相和潮道相沉积物主要为软弱的粘土质粉砂和粉砂质粘土,以悬浮组分为主.全新世以来至1896年,研究区为古辽河、古大凌河和绕阳河之间的小海湾.1896年,双台子河被人工开挖为分洪河道以来,口门外形成盖州滩等潮滩,并快速发育.1958年,双台子河建闸后,人海径流量和输沙量减小.目前.双台子河口整体处于淤积状态,潮滩面积不断增加,整体向南、西、北3个方向扩展.潮滩最大淤进速率为87～683 m/a,平均淤积速率为0.189 m/a.潮滩东侧局部发生侵蚀,平均侵蚀速率为0.122 m/a.潮道面积缩小,具有向西、向北迁移的趋势,最大迁移速率为48～200m/a.双台子河口地貌发育受径流、海洋动力和人类活动的影响,沉积物的主要来源由双台子河河流输沙演变为潮流和沿岸流输沙.     

地貌学

P737.12006043147黄河三角洲潮滩剖面特征=Characteristicsoftidalflatpro-filesintheYellowRiverDelta/周良勇,李广雪…∥海洋地质与第四纪地质.—2006,26(2).—1~8利用验潮、潮滩水准测量、沉积物分析和遥感资料,分析了黄河三角洲不同岸段潮滩的特征.根据剖面测量结果与遥感图像,发现河口北侧有一个小的冲积扇.图7参16(许桂红)NP7372006043148江苏梁垛闸潮间带表层沉积物特征及输运趋势=SurfacesedimentcharacteristicsandtransporttrendsinintertidalflatofLiangduosluice,Jiangsuprovince/王晓辉,邹欣庆…∥海洋学研究.—2006,24(2)…     

黄河三角洲潮沟网络形态特征的时空分异规律及其发育过程

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。以黄河三角洲新旧河道为界,划分黄河北岸（Ⅰ区）、南岸东（Ⅱ区）、南岸西（Ⅲ区）为对比研究区,选择1998—2018年5个关键时间节点的遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,定量表征了潮沟发育程度的典型形态特征参数,剖析了黄河改道、湿地恢复工程和外来物种入侵等因子对潮沟发育过程的影响,挖掘潮沟网络的时空演变规律。结果表明：① 潮沟的形态特征具有明显的时空异质性。从1998年黄河改道初期至2004年湿地恢复初期,Ⅰ区各等级潮沟数量大幅减少;由于潮滩淤进和互花米草固滩作用,Ⅱ区潮沟数量、密度、分汊率呈现增长趋势,在2013年互花米草的快速扩张期,潮沟曲率、分汊率明显增大;Ⅲ区潮沟发育的等级、长度、密度最大,等级间的转化频率最高,湿地恢复工程导致低等级潮沟数量、长度明显减少,较强的海洋动力抑制了潮沟曲流的发育。② 黄河改道和侧弯丁坝建设导致平均归槽长度（OPL）增大,潮沟网络的排水效率减少。互花米草的快速扩张使排水效率增大,OPL不断降低;潮沟发育程度Ⅲ区>Ⅱ区>Ⅰ区。③ 潮沟系统由快速变化青年期整体进入缓慢变化中年期,发育状态趋于动态平衡。研究成果有助于了解大范围潮沟的发育过程及演变机制,为沿岸潮滩开发与利用提供科学的决策支撑。     

大河口潮滩地貌动力过程的研究-- 以长江口为例

该文阐述河口潮滩的发育依赖于河流泥沙来源、河口动力和海底地形诸方面的有利条件.长江口潮滩在世界大河三角洲潮滩发育中独具特色.大河口潮滩的平面形态有“长条状”、“裙状”、“沙咀状”和“江心洲”型,横剖面形态有“宽缓型”、“陡岸型”和“侵蚀崖型”.主河道两侧潮滩水流基本上是往复流,但岛屿面向外海一侧的潮滩是旋转流.潮滩近底流速随着高程的增大而减小.虽然潮汐始终是潮滩水动力的控制因子,但径流起着加强落潮流和改变流速不对称性的作用.潮滩上的波能随风力、水深、滩坡和植被状况而变化.长江口潮滩水体属高浑浊水体,悬沙浓度变化于每升几百毫克至每升几万毫克之间.在总体迅速淤涨的背景下,大河口潮滩存在不同时间尺度的冲淤循环.     

互花米草盐沼潮沟地貌特征

互花米草是我国从国外引进的能在淤泥质潮滩的高潮带下部和中潮带上部生长的禾木科植物,由于其植株高大、群落盖度高、根系发达等生物学特性,其对潮流动力特征有显著的影响。本文通过对江苏省东台市笆斗垦区外互花米草盐沼地的潮沟形态调查,发现互花米草盐沼潮沟具有以下一些特征:潮沟密度大,可达50km/km²以上;潮沟的宽深比小,大多在8以下;沿岸堤发育,且多呈不对称状;一级主潮沟与主潮沟接头处普遍呈逆弧形;盐沼外侧边缘发育有明显的陡坎冲沟。分析认为这些特征主要与互花米草发达的根系和致密的植株等生物学特性有关,发达的根系增加了盐沼滩面的稳定性,而互花米草高大的植株增加了对潮水运动的阻力,提高了滩面落潮水的归槽水位,改变了潮流的泥沙沉积地点和涨、落潮流的流向,从而形成比较特别的互花米草盐沼潮沟特征。     

长江口长兴,横沙岛潮滩沉积特征及其影响机制

长兴、横沙潮滩是典型的河口潮滩。其沉积物粒度在总体上较四周河道细，且具有从潮下带向潮上带沉积物质逐渐变细的趋势，但由于风浪和植被等因素的影响，局部高程的变化往往较为复杂；在沿岸方向上，以面向口外的开敞岸段最粗，顶江迎流的洲头滩次之，顺江两岸物质相对较细。在此基础上，提出了分汊河口冲积岛潮滩的基本沉积模式和河口潮滩与正常海岸潮滩的区别。     

大河口潮滩地貌动力过程的研究—以长江口为例

该文阐述河口潮滩的发育依赖于河流泥沙来源，河口动力和海底地形诸方面的有利条件。长江口潮滩在世界大河三角洲潮滩发育中独具特色，大河口潮滩的平面形态有“长条状”，“裙状”，“沙明状”和“江心洲”型，横剖面形态有“宽缓型”，“陡岩型”和“侵蚀岩型”。主河道两侧潮滩水流基本上是往复流，但岛屿面向外海一侧的潮滩是旋转流，潮滩近底流速随着高程的增大而减小，虽然潮汐始终是潮滩水动力的控制因子，但径流起着加强落潮流和改变流速不对称性的作用，潮滩上的波能随风力，水深，滩坡和植被状况而变化，长江口潮滩水体属高浑浊水体，悬沙浓度变化于每升几百毫克至每升几万毫克之间，在总体迅速淤涨的背景下，大河口潮滩存在不同时间尺度的冲淤循环。     

现代黄河三角洲沉积演化与形成机理研究

本文在分析河口三角洲的沉积环境,河口河道演变规律的基础上,重点探讨了河口三角洲不同沉积相特性及三角洲沉积发育规律。主要的结论有:河口河道发展过程中,河床比降与河槽宽深比的变化及对比关系可分为三个阶段,其对比关系影响水流的挟沙力,同时也反映了河槽的冲淤变化;河口三角洲沉积发育规律与河口河道的演变有着密切的关系,并把河口三角洲的沉积发育过程概括为四个阶段;系统划分了黄河河口三角洲瓣沉积相;沉积物中大部分元素含量与粒度组成有很好的关系,Na、Sr、Ba、Ce含量在陆相及滨海相中存在明显差异,Sr/Ba比值的变化与其它河口三角洲相反,从陆向海减小,Sr/Ca、Ga/te比值以海相为大。     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

Integrating remote sensing, geographic information system (GIS) and fractal theory, change characteristics of tidal flats and tidal creeks in the Huanghe (Yellow) River Delta over the period of 1986-2001 were discussed. The results show that evolutions of tidal fiats throughout the Huanghe River Delta are influenced by various factors, and that progressive succession and regression of tidal flats concur in different coastal segments of the delta. Human activities have played an increasingly important role in the succession process of tidal flats. Due to land reclamation in coastal zones of the delta in the last 15 years, lots of tidal flats were occupied, the artificial coastline migrated seaward (the maximum change rate was 0.8 kmyr^-1) and tidal creeks became sparser (the highest decreasing rate of length of tidal creeks was 14.9 kmyr^-1). Except for two coastal segments from the Tiaohe Estuary to the 106 Station and from the south of the Huanghe River mouth to the north of the Xiaodao River Estuary,fractal dimension values of tidal creeks in the remaining coastal segments of the delta decreased. In addition, the time dimension, sediment fluxes into the sea, waves and tidal-currents have profound influences on the evolution process of tidal flats. Four types of tidal flats-river-dominated tidal flats,tide-dominated tidal flats, wave-dominated tidal flats and man-dominated tidal flats can be identified.Owing to the intensification of human activities in coastal zones of the delta, man-dominated tidal flats have become the main kind of tidal flats.     

互花米草入侵和持续扩张下黄河三角洲滨海湿地潮沟的形态特征及其变化

为了探究互花米草(Spartina alterniflora)入侵下滨海湿地潮沟的发育特征及其变化,采用随机森林分类技术和统计学分析方法,研究了2004~2020年黄河三角洲湿地互花米草的入侵过程,揭示了互花米草持续扩张下潮沟的形态特征及其变化。研究结果表明,现行黄河入海口两侧区域的互花米草群落扩张迅速,截至2020年7月,研究区互花米草群落面积已经达到4406.95 hm²;2012~2016年期间,互花米草群落的扩张速度和扩张动态度都相对最大,分别为490.2 hm²/a和45.9%;在互花米草入侵和持续扩张的条件下,黄河三角洲滨海湿地潮沟的分支增多,平均面积减小,总长度变长,平均长度缩短,平均宽度变窄,景观连通度变差;互花米草的入侵使潮沟形态发生了显著变化,在互花米草入侵区,潮沟的分支增多,平均长度缩短,平均宽度变窄。     

Spatiotemporal differentiation and development process of tidal creek network morphological characteristics in the Yellow River Delta

Tidal creeks are the main channels of land-sea ecosystem interactions, and their high dynamics are an important factor affecting the hydrological connectivity of tidal flats.Taking the Yellow River Delta as the research area, we selected remote sensing images obtained during five periods from 1998 to 2018 as the data sources. Based on the spatial analysis function in GIS, the typical morphological characteristics of tidal creeks, such as the level,length, density, curvature, bifurcation ratio, and overmarsh path length(OPL), were extracted to characterize the degree of development of the tidal creeks in the Yellow River Delta wetlands. The spatio-temporal evolution of the tidal creeks was studied, and the development process and the characteristics of the tidal creeks during the different stages of development were investigated. The results revealed that(1) The number, density, and bifurcation ratio of tidal creeks exhibit an increasing trend, but the growth of the trend is slowing. The number of tidal creeks increased by 44.9% from the initial stage of the Yellow River diversion to the late stage of the wetland restoration, but it only increased by 26.2% from the late stage of the wetland restoration to the slow expansion of the Spartina alterniflora.(2) The curvature of the tidal creeks on the landward side is greater than that on the seaward side.(3) The development degree of tidal creek has spatial heterogenetiy, which is Area Ⅲ Area Ⅱ Area Ⅰ.(4)The drainage efficiency is significantly correlated with the tidal creak density and bifurcation ratio. Based on the analysis of the various morphological parameters and the drainage efficiency, it was found that after the rapid change in the tidal creek system in the early stage, the tidal creeks entered a state of slow change, and the development state of the tidal creeks tends to be in dynamic balance. The results of this study are expected to provide scientific support for the sustainable development and utilization of coastal tidal flats.     

基于影像间潮滩地形修正的海岸线监测研究——以黄河三角洲为例

针对潮滩环境中潮汐和坡度变化对海岸线变化监测的影响,提出一种通过两景影像计算潮滩坡降进而准确获得海岸线的方法,并利用坡降值估算潮滩体积。以岸线变化较剧烈的黄河三角洲南部的甜水沟口至小清河口的粉砂淤泥质潮滩为例进行应用研究。结合遥感影像、实测固定断面数据和水深测量数据分析表明,影像间的潮差对坡降估算值虽有较大影响,但选择合适潮位估算潮滩坡降是可行的,估算坡降的最小相对误差可达0.2%,均方根误差小于实测坡降一个数量级。1973-2009 年甜水沟口至小清河口14 个年份的岸线变化分析显示,黄河改道对本区的直接淤积影响在甜水沟向南3 km范围内,最大淤积区位于甜水沟口附近,年均淤积率31 m/a,而后在1989-2002 年海区南部出现较大幅度淤积,主要为黄河入海水沙直接或间接淤积造成的;研究时段内岸滩总体演化趋势为蚀退,最大年均蚀退速率51 m/a,黄河改道造成的海洋动力变化是影响本区海岸冲刷的主要因素。验证表明,本文方法计算的潮滩体积用于指示海滩冲淤变迁是合理可行的。     

Extraction and spatiotemporal evolution analysis of tidal flats in the Bohai Rim during 1984-2019 based on remote sensing

Tidal flats, a precious resource that provides ecological services and land space for coastal zones, are facing threats from human activities and climate change. In this study, a robust decision tree for tidal flat extraction was developed to analyse spatiotemporal variations in the Bohai Rim region during 1984-2019 based on 9539 Landsat TM/OLI surface reflection images and the Google Earth Engine (GEE) cloud platform. The area of tidal flats significantly fluctuated downwards from 3551.22 to 1712.36 km² in the Bohai Rim region during 1984-2019, and 51.31% of tidal flats were distributed near the Yellow River Delta and Liaohe River Delta during 2017-2019. There occurred a drastic spatial transition of tidal flats with coastline migration towards the ocean. Low-stability tidal flats were mainly distributed in reclamation regions, deltas, and bays near the estuary during 1984-2019. The main factors of tidal flat evolution in the Bohai Rim region included the direct impact of land cover changes in reclamation regions, the continuous impact of a weakening sediment supply, and the potential impact of a deteriorating sediment storage capability. The extraction process and maps herein could provide a reference for the sustainable development and conservation of coastal resources.     

南黄海辐射沙脊群里磕脚11DT02孔沉积相分析及环境演化

11DT02孔位于南黄海辐射沙脊群东北部里磕脚沙脊南坡,通过沉积相分析、粒度统计,结合年代地层数据,重建晚更新世以来里磕脚沙脊的长周期环境演化,分析沙脊成因、厘定沙脊发育年代。研究表明:里磕脚沙脊从下至上由潮滩相、硬黏土相、潮滩相和潮流沙脊相组成。潮流沙脊和潮滩由粉砂、细砂和少量黏土组成,两者均成正偏态分布。潮流沙脊和潮滩在概率累积曲线上分别表现为三段式和四段式分布,以跳跃次总体为主,并呈双跳跃特点。研究区晚更新世经历海平面下降发育潮滩环境,到完全暴露形成标志性的“硬黏土”层;全新世初期经历海侵,研究区复又开始潮滩沉积,随后被海水完全淹没,潮流作用渐强,改造下伏潮滩和“硬黏土”,逐渐堆积成高差最大达30 m的脊槽地形。     

江苏海岸侵蚀过程及其趋势

江苏省侵蚀海岸的总长度为 30 1 7km ,分为 4段 :废黄河三角洲海岸、港海岸、吕四海岸以及海州湾的沙质海岸。各段海岸侵蚀原因不同。废黄河三角洲海岸是因黄河改道失去泥沙来源 ;吕四与港海岸则因辐射沙洲调整过程中滨岸水道的向岸移动造成的 ;而北部沙岸则是因人类活动 (上游建设水库及开挖海滩沙 )的干扰。江苏海岸是一个沉积物准封闭系统 ,全球性海平面上升将加剧这一侵蚀过程 ,预计未来侵蚀海岸的长度将增加 ,辐射沙洲区的外围沙洲将因侵蚀而向中心区退缩。一些目前是隐型侵蚀的岸段将向显性侵蚀的阶段发展。由于连云港到长江口北支的岸段是软性海岸 ,缺乏硬质节点 ,在没有建造大型人工设施的前提下 ,估计江苏海岸动态及制定开发规划时必须考虑平直化的大趋势。     

长江口拦门沙河段潮滩表层沉积物分布特征

基于2005年7月及2007年5月在长江订拦门沙河段崇明东滩、横沙东滩(浅滩)、九段沙以及南汇边滩等四大潮滩的水下滩地采集的大面积、高密度表层沉积物以及实测水文资料,对拦门沙河段潮滩表层沉积物颗粒度、参数、组成、类型以及分布特征进行分析,并在此基础上探讨影响沉积物分布的主要动力因子.结果表明:长江河口四大潮滩表层沉积物主要由砂、粉砂质砂和粘土质粉砂三种类型组成.沉积物中值粒径分布比较复杂,介于2.5～8ψ之间;沉积物分选系数集中于1～2左右,其分布与中值粒径具有一致性,其中物质组成相对较粗的颗粒分选性较好而较细的颗粒分选性较差:偏态与峰态跨度较大,分别介于0.1-0.8与1-4不等.崇明东滩、横沙东滩(浅滩)和九段沙的沉积物分选系数、偏态和峰态的分布具有一致性,三者相关性较强;南汇边滩的沉积物分选性、偏态及峰态值则因南滩与东滩所处位置差异而有较大差别.此外,河口潮滩表层沉积物分布显示泥沙输移的结果,其主要水动力因子包括潮流和波浪控制的泥沙输移:在受落潮优势流作用的地区普遍粗于涨潮优势流作用的地区;在波浪动力强、波能释放的地区沉积物普遍较粗且分选性较好:深水航道工程的堵汉、导流、破水波作用明显,使得导堤两侧的表层沉积物粒度出现粗细分布不均的特点.     

近30 年来长江口岸滩沉积物与地貌演变特征

通过对长江口潮间带宽度、表层和浅地层柱状样沉积物、典型水下岸坡剖面的现场测量,以及对潮间带宽度及水下岸坡剖面的多幅历史海图分析,研究近30 年长江口岸滩演变特征及岸滩演变的主要原因。结果表明:(1) 岸滩沉积物整体上呈“北细南粗”的变化特征,横沙东滩北岸、长江和东海大桥下等主要大型工程附近潮间带柱状样粒序向上显著变粗;(2) 长江口部分潮间带宽度减少90%以上;水下岸坡由1980 年的“S”形向凹形、斜坡形等侵蚀型形态转变,岸坡明显变陡,侵蚀型岸滩特征凸显;南汇嘴至芦潮港岸段水下岸坡闭合水深1978-2004 年为-8 m,近10 年来滩底发生侵蚀,刷深约1 m;(3) 流域来沙量锐减导致长江口侵蚀型水下岸滩格局的形成;河口大面积围垦、青草沙水库和长江与东海大桥等大型工程建设是造成潮间带大面积损失和局部沉积物粗化的主要原因;沙体变迁是狭长型河槽局部岸滩演变的主要影响因素。