1996－2020年黄河口清水沟流路海岸线动态演变及其与水沙量的关系研究

海岸线演变及其动态监测,对沿海地区生态保护和可持续发展至关重要。受自然过程和人类活动的影响,黄河三角洲海岸线始终处于动态变化之中。本文基于1996－2020年黄河口Landsat系列卫星影像,利用数字岸线分析系统（DSAS）,探讨了近25年来黄河口海岸线动态演变规律及其对黄河输沙量变化的响应关系。研究发现：现行河口地区海岸线平均向海淤进260 m/a,老河口岸线平均变化-167 m/a。调水调沙前,河口岸线整体处于蚀退阶段;调水调沙后,现行河口岸线初期快速淤进,后速率逐渐减缓,老河口始终处于蚀退状态。年内尺度上,现行河口岸线在调水调沙年份汛期前后淤进明显,非调水调沙年份汛期前后淤进缓慢,老河口岸线变化基本与年际变化一致。调水调沙前后,黄河入海沙量对岸线演变的影响程度提升,在年内尺度上对汛期前后现行河口岸线变化作用显著（R2=0.93）     

黄河三角洲海岸线标准对陆地面积的影响

黄河三角洲陆地面积变化关系到河口综合治理、国土规划、自然保护区发展以及油气资源的勘探开发等战略布局。已有研究采用的海岸线标准主要有:根据实测资料确定的高潮线、低潮线、黄海0 m线和黄海-2 m线以及从卫星遥感影像提取的高潮线、低潮线和瞬时水边线。近代黄河三角洲、现代黄河三角洲、清水沟流路范围、清8汊河范围内采用不同的海岸线标准得到的亿吨来沙造陆面积(造陆效率)成果存在较大差别。采用影像特征海岸线得到的部分时段造陆效率偏差较大,其原因主要与黄河三角洲沿岸发育的坡度平缓的广阔潮滩有关。从黄河三角洲海岸演变特征出发,采用黄海-2 m线作为海岸线基本上包含了径流与海洋动力作用最强烈区域,适宜于研究海岸淤进和蚀退,以及由此产生的对流路出汊、摆动和黄河下游的反馈影响。已有动态平衡沙量研究因采用海岸线标准不一致存在较大差别,而且三角洲长时期以淤进为主,蚀退时段的样本较少。在目前行河流路处于长期相对稳定的局面下,研究清水沟流路范围内海岸动态稳定的沙量更有实践意义。     

黄河三角洲多年海岸线动态变迁特征及演化规律

以黄河三角洲1976—2014年的MSS、TM、ETM+影像为数据源,采用一般高潮线法提取不同时期的海岸线,结合RS遥感与GIS技术,对黄河三角洲的岸线变化进行监测.结果表明,1976年以来黄河三角洲的岸线形态及长度均发生了较大变化,其中北部的刁口河流路区岸线向内陆蚀退明显,以海洋侵蚀作用为主,属于蚀退型海岸;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,海岸处于进淤状态,属于强淤进型海岸.黄河三角洲岸线变化频繁而快速,黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响黄河三角洲岸线变化的重要因素;行水期黄河三角洲岸线一般以淤进造陆为主,停止行河岸段,海岸侵蚀后退速率趋于缓慢,逐渐地变得相对稳定,在长时间不行水的海岸段,岸线基本保持稳定,随着黄河三角洲海岸带人类工程经济活动的加剧,该区域的海岸线演变受人类的影响越来越大.     

苏北废黄河三角洲海岸线动态演变分析

以苏北废黄河三角洲海岸1989、1995、2006和2010年4期Landsat TM影像为数据源,运用一般高潮线法,对各期影像分类处理后提取海岸线,分析了研究区海岸线21年间动态演变的时空分布特征,并初步探讨其主要控制因素。结果表明:(1)北翼灌河口—中山河口岸段在1989-2010年21年间整体表现为蚀淤交替,淤积岸段逐渐向南迁移,主要集中分布于普港和新滩港岸段,平均淤积速率最大达39.82 m/a(2006-2010);中部岬角中山河口—扁担河口岸段在研究期间平均蚀退速率为13.79 m/a,其中南段侵蚀强度最高,可达23.23 m/a,为整个研究区海岸侵蚀最快的岸段,北段次之,中段最低,随时间推进,总体侵蚀渐缓;南翼扁担河口—夸套河口岸段21年间平均蚀退速率达17.30 m/a,夸套河口以南则呈现快速淤积-缓慢淤积-蚀淤基本平衡的过渡态势。(2)近20多年来,废黄河三角洲海岸由于受到海岸轮廓形态、动力作用(波浪、潮流、沿岸流与重力等)及人类活动(保滩护岸工程、盐田与围垦工程及港口工程等)的影响,各岸段呈现出不同的侵蚀-淤积特点。     

黄河三角洲孤东及新滩海岸侵蚀机制研究

黄河三角洲孤东及新滩地区是黄河1976年以来清水沟流路河口新淤积的滩涂地带。根据孤东及新滩海域1997—2003年16个海岸剖面的实测地形资料以及利津水文站的水沙资料，阐述了黄河口尾闻改道清8出汉后，孤东及新潍海岸剖面的冲淤演变过程，并从动力地貌的角度对其冲淤过程和机制做了重点研究．结果表明，1998年以后，除新口门附近轻微淤积，其它岸段均遭到不同程度的侵蚀．清水沟老河口附近剖面表现为上冲下淤的侵蚀类型；其余侵蚀剖面形态则表现为均衡侵蚀型．近年来黄河入海水沙量的减少以及1996年河口流路的改变，调整了入海水沙、海洋动力和海岸地形之间的动态平衡，海洋动力相对增强，从而导致海岸侵蚀后退。     

近50年来刁口废弃亚三角洲海岸线变迁速率分析

刁口亚三角洲自废弃以来海岸地貌发生了巨大变化, 监测海岸线的变化对于保护和开发海岸带具有重要意义。本文以1976—2021年间典型年份的Landsat遥感影像和Google Earth高分辨率影像为数据源, 通过RS、GIS技术对刁口废弃亚三角洲地区的岸线进行提取, 最后用数字岸线分析系统对1976—2021年间的海岸线变迁进行定量分析。结果显示: 1976—2021年间海岸线以均值–23.24 m/a的速率向陆蚀退, 侵蚀程度逐年减弱, 且海岸线时空变化特征显著。就侵蚀程度而言, 刁口河口及东侧烂泥湾地区侵蚀强度最大(–165.49 m/a), 挑河口—刁口河口岸段次之(–127.61 m/a), 东北侧防海大堤岸段最小(–80.66 m/a)。1976—1986年研究区岸段处于快速侵蚀状态, 蚀退面积达102.7 km²; 1986—2006年处于持续侵蚀后退状态, 蚀退面积约为88.79 km²; 2006—2016年基本达到冲淤平衡状态, 2016年面积和2006年相差不大; 自2016年呈现缓慢蚀退状态, 年均蚀退速率为仅2.51 km²。岸线长度总体上表现为减少趋势, 但在1996年成为最低点后有所增加。刁口废弃亚三角洲海岸线变化主要受入海水沙、人类活动和海洋动力作用侵蚀的影响。     

基于遥感的黄河三角洲海岸线变化研究

以黄河三角洲的Landsat TM/ETM+影像(1989~2009年)为数据源,采用遥感与地理信息系统技术,对黄河三角洲的岸线与面积变化进行监测。结果表明:1989年以来,黄河三角洲的岸线形状及长度均发生了较大变化,其中北部的刁口河流路区岸线向内陆蚀退明显;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,部分区域有蚀退现象;神仙沟流路区主要为人工海堤,岸线变化不大。黄河三角洲的整体面积在1989~2009年处于增加中,但2006~2009年,面积变化为负值。从淤蚀情况来看,1989~2009年,黄河三角洲的淤蚀强度经历了"和缓-剧烈"的过程。这说明20年来黄河三角洲整体上处于增长发育中,但2006年后三角洲整体上呈现蚀退现象,同时黄河三角洲的淤蚀情况变得比以往更剧烈,意味着更强的海陆交汇作用和岸线变化。黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响三角洲岸线变化的重要因素,而人工堤坝能够在一定程度上维持海岸线的稳定。对黄河三角洲海岸线变化的研究有助于有效地管理和保护区域的社会和生态环境。     

黄河现行与废弃河口海岸地貌动力作用差异的数值研究

波浪是塑造黄河三角洲河口与海岸地貌的重要动力因素之一。基于Delft3D模型耦合水动力与泥沙输运模块,模拟了黄河不同入海水沙条件下的表层悬沙浓度的分布变化,通过悬沙浓度差异值(Di值)定量研究了黄河清水沟流路现行河口与废弃河口之间的海洋动力差异,进而揭示了潮流与波浪在不同时期黄河三角洲地貌演变中的塑造作用。研究结果表明,在不同时期不同入海泥沙条件下,废弃河口及其近岸区域Di值普遍较高且为正值;但现行河口近岸的Di值分布普遍为负值。在废弃河口波浪使已沉积的粉砂、黏土起动、再悬浮,由潮流将其搬离海岸,从而使海岸发生蚀退;但现行河口由于大量黄河粉砂、黏土快速输入,潮流无法在短时间内将其全部搬离河口,进而使河口及两侧海岸向海淤进。比较而言,波浪在废弃河口及海岸的地貌作用较强,在现行河口相对较弱。这些研究结果对了解黄河三角洲动力地貌演变机理有重要的理论价值。     

黄河三角洲海岸及滨海区演变与河口流路、入海水沙的关系

黄河自1855年夺大清河道入渤海的140多年来，除1938年以前部分时段在河口段以上改道使现三角洲河竭和1938～1947年花园口人为决口夺淮入海外，其余100多年均在现三角洲上行河入海。由于黄河每年都携带巨量泥沙进入河口地区，并且在三角洲面上决口、分汊、改道频繁，使三角洲演变剧烈，海岸变化复杂。黄河输往河口地区的泥沙除一部分淤积在河口附近河道外，其余部分进入河口滨海区，其中大部分快速落淤在河口附近的近岸海域．还有一部分被海洋动力输往较远的海域。因此．黄河三角洲海岸演变与河口流路的变化和入海水沙的变化关系密切。     

基于遥感和GIS的黄河口最近20年淤蚀时空动态及水沙影响

为研究黄河口近20年来的淤蚀动态,实现对黄河口海岸线的长期动态监测,分析其变化的影响因素,基于Landsat TM、ETM+以及OLI遥感影像数据,在ENVI环境下,利用一般高潮线法、缨帽变换、监督、非监督分类以及目视解译等方法,提取1998-2018年时间间隔为2年的11个时相的海岸线,并在ArcGIS中进行叠加分析,完成了对近20年黄河口海岸线的动态监测与变迁分析。结果显示:1998-2018年黄河口海岸线变化具有明显的时空差异性,淤进与蚀退并存。总体看,黄河口研究区总面积自1998年至2018年总体呈向内陆蚀退的趋势,海岸线总长度缩短15.73 km,总面积减少65.37 km~2;淤积主要发生在黄河入海口的沙嘴处,冲淤强度自2004年开始逐渐减弱;入海口南部的沙嘴侵蚀现象严重,侵蚀强度自2010年有所减弱;孤东大堤附近海岸线没有明显的淤蚀变化。黄河来水来沙与海浪侵蚀作用是影响河口陆域面积变化的主要驱动力,近年来人类活动也成为河口岸线演变的重要影响因素。本研究为实现黄河口的合理规划,科学开发黄河口岸线资源提供了科学依据。     

黄河口近60年来潮流特征演化过程

本文利用 1962 年、1986 年以及 2015 年的三个典型年代的实测资料建立黄河口数学模型，并对河口潮流场和潮流特征进行模拟，借用 MATLAB 软件进行分潮调和分析，得到黄河口近 60 年潮流特征以及各个阶段的潮流演化过程，得出以下结论：（1） 1962 年河口流场较为平整，有明显切变锋形态，该阶段存在两个较为明显的高流速区并且潮流在河口处呈现为往复流；（2） 1986 年黄河三角洲岸线曲折多拐，从湾湾沟到清水沟滋生了多个小型高流速区群，并且潮流在滨海处呈现往复流的形态而在远海处为旋转流； （3） 2015 年涨落潮时潮流在河口处形成明显的环流，此时在沿线凸出沙嘴处会形成 3 个明显的高流速区,并且潮流在大部分区域呈现旋转流而在河口东北向远海处部分区域呈现往复流的特征.     

基于数字化海岸分析系统(DSAS)的海岸线变迁速率研究:以黄河三角洲和莱州湾海岸线为例

海岸线变化对海岸带生态环境改变、滨海土地侵蚀有着极其重要的影响,海岸线的提取和监测对海岸带生态系统的保护和管理具有重要意义。本研究基于数字化海岸线分析系统(DSAS,Digital Shoreline Analysis System),研究了黄河三角洲和莱州湾的海岸线时空变化规律。研究结果表明:通过提取1985-2015年6期的Landsat影像,发现近30年来黄河三角洲和莱州湾地区海岸线均呈现显著的向海方向扩张的趋势,且增长速率逐渐加快。黄河三角洲的终点变化速率(EPR,End Point Rate)约为73.0 m/a、线性回归速率(LRR,Linear Regression Rate)约为75.5 m/a,黄河港-大咀沟增长速度最快(129.2 m/a),受黄河泥沙输送的影响,黄河口和老黄河口岸线的几何形态呈现平滑的变化趋势;莱州湾岸线的EPR和LRR约为139.5 m/a和144.3 m/a,淄脉河河口-白浪河河口段增长速度最快(197.6 m/a),岸线变化较为显著的区域主要集中在港口、圈海堤坝、海水养殖等的地方。DSAS模型在海岸线定量化分析中具有显著优势,利用EPR和LRR指标能够科学有效地模拟岸线在时间和空间上的变化速率。     

现代黄河三角洲海岸的冲淤及造陆速率

研究了现代黄河三角洲海岸带不同时期(1855—1934、1934—1976、1976—2001年)及现今的冲淤速率。探讨了黄河三角洲海岸带不同时期的造陆速率。1976年以前的造陆速率，主要由于黄河的输沙造成，1976年以后的造陆速率，除黄河的输沙因素外，海岸带的人类活动也起了重要作用。     

Evolution of Modern Yellow River Delta Coast

This paper deals with the development and evolution of modem Yellow River delta and the erosion or deposition rates of its different sections. In June, 1996.Yellow Rivers terminal course was artificially turned eastwards to empty into the sea and then the 1 lth lobe of the modem Yellow River delta began to form. This course change may mark the beginning of the 3rd subdelta formation. As a result of that. the Yellow River delta advances towards east by north with the 1st, 2nd and 3rd subdeltas arranged in succession. Coast zone in the deltaic area is divided into 7 different sections according to their different erosion or deposition rates: the relatively stable section from Dakou River to Shunjiang Stream, the weakly retreating section from Shunjiang Stream to the Tiaohe River mouth, the strongly retreating section from the Tiaohe River mouth to the station 106. the artificially stable section due to stone dam protection from the station 106 to Gudong Oilfield, the strong deposition section from Gudong Oilfield to Dawenliu Haipu, the weakly deposition section from Dawenliu Haipu to the Zimai Stream mouth, and the stable section from the Zimai Stream mouth to the Jiaolai River mouth. It is predicted that the erosion and deposition situations of the sections will nearly remain the same in 10 years, but the retreating and silting-up rates will tend to become slower gradually. Human activities have an evident influence on the changes of the coastline.     

现代黄河三角洲海岸演化研究

通过不同年代海图或地形图对比、不同年代的卫片对比、野外地质调查、不同年代潮滩剖面测量及对比等,研究了现代黄河三角洲海岸带不同时期的冲淤速率及其发展演化趋势。黄河尾闾1996年6月进行人工改道向东流入海,开始堆积现代黄河三角洲的第11个叶瓣,推测这次改道可能是第3个亚三角洲形成的开始,使黄河三角洲的发展呈第一、第二、第三亚三角洲逐次向东偏北方向推进之势。现代黄河三角洲及莱州湾海岸带可分成7个冲淤状态不同的岸段：大口河至顺江沟岸段为相对稳定海岸段;顺江沟至挑河口岸段为弱蚀退岸段;挑河口至106站岸段为强蚀退岸段;106站至孤东油田段为石堤护岸强制稳定海岸段;孤东油田至大汶流海堡岸段为强淤进岸段：大汶流海堡至淄脉沟岸段为弱淤进海岸段;淄脉沟口至胶莱河口岸段为稳定海岸段。预测10a内,各海岸段的冲淤状态基本保持不变,但各海岸段的蚀退或淤进速率有逐渐减缓之趋势。人类活动对岸线的变迁有明显影响。     

黄河三角洲治理规划研究综述

近年来随着黄河三角洲社会经济的发展,迫切要求对黄河三角洲实施大规模开发。随着黄河上中游社会经济的发展,黄河进入河口地区的水沙情况也发生了较大的变化。针对黄河三角洲地区出现的新情况、新问题,对近年来黄河三角洲地区防洪、防潮、水资源利用、滩涂资源开发等方面的规划研究进行了综述,并建议了今后的主要研究方向。     

黄河夺淮期间淮河入海河口动力、地貌与演变机制

根据历史文献资料,对黄河夺淮期间淮河入海河口的动力条件,地貌特征及其演变机制进行了研究。结果表明,历史埋藏因大量多泥潲黄河径流汇入,淮河河口径流量,输沙星增大量多泥潲但不同时期输泛滥生又受黄河下游反复进行的淌程淤积的影响的有变化,淮河品是中等强度的潮汐河口,其往复潮流和沿岸流系统家利于入海泥沙扩散,淮河口呈上窄下宽的喇叭口形,口门内、外侧分别发育有大规模拦门潲及水下三角洲,河口估中道具有典型的弯曲     

黄河口湿地潜在溢油污染生态风险评估

黄河口有着我国典型的新生湿地生态系统,生态环境非常脆弱,极易受到陆源和海洋污染事故的影响。本文针对黄河口附近海上油田的开发和运输带来的潜在溢油风险,结合溢油污染概率模型以及河口的生态脆弱性,对黄河口湿地潜在溢油污染风险进行评估。在河口水动力模拟的基础上,采用随机情景模拟法选取300种风和潮流组合作为溢油模拟的强迫条件,分别模拟溢油后72 h和720 h的污染结果,并统计黄河口湿地受溢油污染影响的最大概率和最短时间,采用环境敏感指数表征湿地对溢油污染的敏感程度、危害后果指数量化表征其危害程度及风险矩阵量化风险高低。结果表明黄河口国家公园受潜在溢油污染概率较大,危害后果指数值为29,处于较高危害等级,属于中风险区;河口岸线受潜在溢油污染概率较小,危害后果指数值均小于1,溢油危害后果低,属于低风险区。     

1989年夏季黄河口及其附近海域某些自然环境特征及水型分布

河口地区是海陆相互作用的主要场所之一,这一区域的水文状况既不属于典型的陆相,也不属于典型的海相,而是由河口排入的大量淡水与海水混合而成。这一区域的水文状况比较复杂,海水中含有丰富的营养盐及矿物质,是海洋生物繁殖、栖居的良好环境，也是人类开发利用海洋的极好场所。因而研究河口区域理化环境的分布变化对了解河水海水界面的转移规律和河口区生态学的研究都具有重要的意义。 黄河是世界泥沙浓度最高的河流,年平均入海泥沙的浓度为24.5kg/m3,在每年约11亿吨的泥沙中,有3亿多吨进入开阔海域。由于多年的淤积沉淀,岸边海水不断变浅,冲积平原区域面积亦不断增加,故而使黄河入海处的河道经常改道,其河口处的水文状况也有所变化,因此经常对黄河口海域进行调查和研究是很有必要的。 本文利用1989年8月对黄河口及其附近海域综合调查的资料讨论了黄河口区域的水文、水化及生物分布特征,并应用Fuzzy 聚类法对该海区夏季的海水类型进行了综合性的分析。这对了解和研究该海域的初级生产力、河水与海水混合过程中的环境因子与生物之间的关系,以及石油开发、海水捕捞、水产增养殖等都具有重要意义。     

The Sediment Source and Transport Trends around the Abandoned Yellow River Delta,China

Sediment source and transport trends are influenced by various hydrodynamic factors, and thus play important roles in sedimentary evolution and coastal stability. To examine sediment transport trends around the abandoned Yellow River delta promontory and its erosion mechanism, we employ empirical orthogonal function (EOF) analysis to study sedimentary characteristics and transport trends of the abandoned Yellow River delta in northern Jiangsu Province, China. The results showed that: (1) the main sediment source in the abandoned Yellow River delta is the submarine coastal slope and both sides of the abandoned Yellow River Delta; (2) the main hydrodynamics controlling sediment transport is the current that runs along the shore, coupled with waves, especially southward currents; (3) the sediment of the study area was redistributed under hydrodynamics; coarse sediments were eroded and broadly transported to the south. Therefore, it is concluded that the sediment sources and transport have important influence on coastal evolution: the sediment source area shows mass loss of deposits and erosion; deposits in the submarine coastal slope provide the source and were continuously eroded to provide materials to other places as a sediment source.