黄河河口二维泥沙有限元数学模型及应用(Ⅱ)--潮流和泥沙输运沉积过程模拟分析

利用多沙黄河河口潮波平面二维泥沙数学模型,通过典型时刻近海海区潮汐、河口口门河道、河海流场、含沙量、河床变形和海底等值线等图形对入海河口海域潮汐和潮流海洋动力特性、入海泥沙运动扩散输移规律、河口拦门沙形状、形成过程、泥沙冲淤和海底地形变化进行了分析,这些都与实测资料和遥感图像的分析基本一致。     

黄河入海水、沙通量变化对黄河口及邻近海域环境资源可持续利用的影响 Ⅱ. 黄河断流和入海流量锐减所引起的海洋环境变化

传统的观点认为，河水流入大海是一种浪费。为了充分利用河水资源，在大河干流筑坝引水、发电，据美国学者Milliman(1997)统计，1950年世界上大坝的数量约为5000座，20世纪80年代疾增到40000多座。大量淡水被贮存或用在陆地，入海径流便大幅度减少，导致大河河口及其邻近海域生态环境发生重大变化，海洋生物资源遭受到重大损失。加利福尼亚湾内科罗拉多河河口三角洲及其滨海区原为美国西南部最大的沙漠湿地，湿地资源极为丰富，海湾区曾是世界上鱼类最多、捕鱼量最高的海区之一，具有海洋生物资源非常丰富的良好生态环境。然而，由于科罗拉多河多道筑坝截流、入海径流量锐减，导致部分湿地干枯、生态环境退化、水质下降，海湾内捕鱼量急剧减少，许多依赖河流冲淡水发育的生物之生存发育面临毁灭的威胁；密西西比河三角洲区的湿地、潟湖区也因该河干流上大坝的不断兴建而导致生态环境退化；埃及阿斯旺大坝兴建后，由于入海水、沙等物质通量的大幅度减少，使地中海东部海区的沙丁鱼产量下降了近83%，海岸遭受强烈侵蚀，三角洲面积不断缩小。20世纪70年代初期，印度的恒河兴建法拉卡大坝，河口三角洲西岸陆域出现了明显的海水倒灌现象，同时引起了印、孟两国20多年的分水之争。     

黄河口及邻近海域中悬浮体的分布特征和季节性变化

黄河每年输沙11亿吨,其中36％漂浮于渤海,其余64％淤积在下游及河口三角洲地区。大量泥沙的堆积使得三角洲推进迅速,平均每年为25km~2。相当部分的悬浮泥沙由河口向外输送,对三角洲本身及邻近地区的工农业生产、交通和人民生活都产生不同的影响。本文主要根据1983年冬季和1984年夏季对黄河口及邻近海区观测分析的结果来讨论黄河泥沙入海后的迁移和季节性的差异。     

第二章 长江河口及其邻近海区的总化学耗氧有机质与营养盐

第二章长江河口及其邻近海区的总化学耗氧有机质与营养盐１长江河口区总化学耗氧有机质的分布以及河口排污的影响分析１．引言长江输送入海的化学耗氧有机物质主要为碳、氮、磷和硫，其中有机碳是主要耗氧物质。有机碳可分为溶解态和颗粒态两类。一方面，有机碳是活的生命...     

海水中Ca2, Mg2的含量及Mg2/Ca2对日本鳗鲡受精卵孵化率的影响

日本鳗鲡 Ａｎｇｕｉｌｌａｊａｐｏｎｉｃａ)为降海洄游产卵鱼类 ,它生于江河等淡水水域,性成熟后要洄游到海洋中产卵 ,幼体在海洋中发育变态成柳叶鳗随海水漂游到河口近岸,并逐渐变态为白鳗苗进入江河生长［３］。虽然王义强等１９８０年就对鳗鲡的人工繁殖有过报道 ,但到目前,日本鳗鲡人工繁殖尚未成功［１ ,５］在日本鳗鲡人工繁殖过程中 ,常用近海区的海水作为实验用水。谢刚等１９９５年对日本鳗鲡幼体发育所需海水的温度、盐度作了报道。但近海区由于受河流淡水的影响,不仅盐度会有变化 ,而且海水中一些主要离子含量也很不恒定,从而…     

调水调沙影响下黄河口泥沙异重流过程

利用黄河干流大型水库进行调水调沙,在短期内将大量沉积物快速输送入海,是河口泥沙异重流触发的重要窗口期。根据2010年调水调沙期间黄河口沉积动力现场观测资料,建立覆盖整个渤海海域的ROMS数学模型,以黄河利津站逐日水沙数据和海域潮汐、风场数据作为模型驱动条件,模拟调水调沙期间的河口泥沙异重流发育过程。模拟结果显示,在没有大风扰动的情况下,河流入海悬沙浓度29.0 kg/m~3时会在河口产生高密度泥沙异重流。黄河冲淡水携带大量悬浮物从河口流出后,与海水迅速混合,在潮流影响下,冲淡水舌随时间由西北向东南偏转,输运至莱州湾西侧。淡水和沉积物主要以表层羽状流和底层异重流形式输运:表层羽状流扩展范围较大,输运路径为河口西北方向-远岸(河口东北区域)-莱州湾西侧;底层异重流扩散范围较小,输运路径为河口西北方向-河口沿岸(东)-莱州湾西侧。河口泥沙异重流生消和水体垂向结构存在周期性变化特征:落潮时段异重流发育较好,水体层化增强;涨潮时段异重流逐渐消亡,水体混合增强。估算出黄河口清水沟清8叉流路主泓区内水体由河口径流、潮汐应变和潮汐搅动引起的势能变化率,其中潮汐应变和潮汐搅动起主导作用,比河口径流引起的势能变化率高出2～3个数量级(102～103)。     

用BHC法研究东海大陆架的现代沉积速率和沉积作用

长江口外的东海大陆架,是世界上最宽广的大陆架之一,它承受着中国最大河流——长江的巨大径流,同时,大量泥沙随径流进入陆架区,其中很大一部分泥沙沉积于图1中的Ⅰ_ο区,致使该区水下三角洲迅速演变发育,历史上曾从苏北而现在从渤海入海的黄河,也对本海区的沉积作用有很大的影响,这些沉积物对本海区沉积状况的演变起着很大的作用.沉积物现代沉积速率的测定,是河口陆架区沉积动力学研究的基本问题之一,为了更好地了解发生在河口陆架区现代沉积物表层的地质和化学过程,对海水-沉积物界面间的物质交换作出定量估价,有必要对不同沉积环境中现代沉积速率进行定量研究[1].     

夏季黄河入海径流对黄河口及附近海域环流影响的数值研究

基于区域海洋模式ROMS,建立了一个三维非线性斜压浅海模式,考虑了包括径流、风场、海面热交换以及黄渤海环流等因素,研究了夏季8月份黄河入海径流量对黄河口及附近海域环流结构的影响。数值实验较好地佐证了黄河冲淡水的"北偏"现象,并很好的体现了冲淡水对河口附近海域环流结构的影响。数值研究表明:黄河入海径流量对河口附近海域环流结构有显著影响,径流越大冲淡水向北-西北方向偏转越明显,同时流轴中心余流流速也显著增大;莱州湾顺时针环流受黄河入海径流影响显著,径流量越大越不利于该环流的发育和维持,而径流量越小环流越稳定;径流量越大导致河口附近海域表层余流加大,余流垂向梯度得到加强,底部补偿流增强,河口垂向环流越明显。     

长江下游无机氮和磷酸盐的分布及其在河口的转移过程

长江口附近海区由于受到台湾暖流、黄海冷水和浙江沿岸流等水系以及长江淡水的影响，形成十分复杂的水文、化学和地质特征，成为海洋生物生长繁殖的良好环境。探索长江及长江口海区无机氮和磷酸盐的分布和迁移规律，对于河口地球化学及初级生产力的研究有十分重要的意义，已经愈来愈受到重视。本文主要就长江下游和长江口海区无机氮和磷酸盐的分布及转移规律作一些初步探讨。     

一个河口、三角洲环流模式

本文给出了一个河口、三角洲环流模式，注意力集中在盐水楔型河口的情形。由于我们把江河的出流看作为一个表面漂浮射流，因而可以寻求相似解。在给出了淡水(或半咸水)与海水之间分界面上的摩擦切应力的估计之后，通过求解给出的控制方程组得到了出流河水的扩展以及淡水(或半咸水内的速度场，比较表明所得到的解跟已知的理论分析与实验观测结果很一致。     

48年来黄河入海水沙过程及其对流域人类活动的响应

黄河下游入海水沙现今出现急剧减少的趋势.水沙的季节性变化影响着年内的径流量、输沙量的分配情况.这种变化的影响因素有自然因素和人为因素两方面,而后者占主要地位.水沙的锐减对河口生态环境的变化有着负面影响.黄河干流已建成的大中型水库尤其是龙羊峡水库对入海水沙起着负面作用.     

河口海岸环境沉积速率研究方法

沉积速率是河口海岸沉积环境的重要参数，对于河口海岸地质历史时期沉积速率的研究，大多采用^14C年龄值计算；现代河口海岸沉积速率的研究方法较多，常见的有河流输沙法，海图对比法，GIS法，放射性同位素测年法等。^14C法结合考古，孢粉等方法，能比较真实地反映河口海岸地质历史时期的沉积速率，对于现代河口海岸沉积，由于GIS和DEM方法的发展和计算机功能的支持，使海图对比的方法克服了手工带来的误差，目前仍然是一种可以使用的方法。放射性同位素^210Pb,^137Cs,^239,240Pu法使沉积速率的计算趋于定量化，在一定时间区域范围内，多种同位素测年同时运用，相互印证，从而使河口现代沉积速率更加准确。     

三峡工程对河口及邻近海域渔业影响的初步探讨

河口只是河流与海洋之间的一小部分水域,但对人类社会的发展和生物的进化起着重要的作用。它不仅是生物种群繁殖、育幼和栖息的场所,而且是溯河和降海鱼类洄游的必经之路,因此,河口对生物种群的繁衍延续和资源补充,以及保持生态平衡具有十分重要的意义。 然而,河口又是生态环境十分脆弱和敏感的水域,同时也是受人类干扰最为严重的区域。因此,河口的生态环境问题愈来愈引起人们的关注,其中包括长江三峡水库的兴建对长江口及其附近海域生态、环境的影响,特别是对位于河口两侧的我国著名两大渔场——舟山渔场和吕四渔场的影响问题。影响渔业资源的因子是多方面而且错综复杂的。本文主要通过长江径流的变化与环境因子变量的相关分析,并根据三峡水库不同蓄水方案,对河口近海渔业的影响问题进行初步探讨。     

Influence of the Po River runoff on the bacterioplankton community along trophic and salinity gradients in the Northern Adriatic Sea

The Po River runoff strongly affects the oceanographic and ecological characteristics of the Northern Adriatic Sea. Catalysed reported deposition ‐ fluorescence in situ hybridization (CARD‐FISH) analysis was employed to assess how the composition of the coastal bacterioplankton community is influenced by the river runoff in two different seasons (spring and autumn). Samples were collected from the water column along a coastal–offshore transect in the Northern Adriatic Sea at different depths. Four clone libraries were then constructed from coastal (0 m) and offshore waters (?65 m). Higher abundances of bacteria were recorded in coastal waters as compared with the offshore samples. This result was mainly due to the trophic state of the water column, and it was related to salinity. Particularly, Actinobacteria and Gammaproteobacteria were affected by the riverine inputs, whereas Bacteroidetes and Alphaproteobacteria showed only minor responses. This was particularly clear in the autumn sample, in which a clear difference between the coastal and the offshore samples was found due to a strong influence of the less saline river water with high nutrient concentrations. Analysis of 205 partial length 16S rRNA gene sequences indicated a high diversity with the dominance of Alphaproteobacteria, Bacteroidetes and Gammaproteobacteria mainly affiliated to coastal and marine bacterioplankton clades. Actinobacteria were also detected and, together with Gammaproteobacteria, strongly follow the freshwater intrusion. Overall, our results indicate that the seasonal difference in the Po River discharge greatly affects the bacterioplankton community. In spring we observed a smooth transition from coastal to open‐sea conditions owing to the more superficial freshwater plume. In autumn the deeper freshwater intrusion in the coastal site and thermal stratification offshore resulted in a marked difference between the coastal and offshore microbial communities.     

中国河口海岸面临的挑战

河口海岸是地球四大圈层交汇、能量流和物质流的重要聚散地带。该区域经济发达、人口集中、开发程度高，导致严重的环境变异、资源破坏，对区域持续发展造成重大影响，特别是我国流域高强度开发河口和邻近海岸带有直接和深远的影响。新世纪我国的河口海岸面临着4个方面的挑战：入海泥沙量急剧减少；入海污染物质显著增加；滨海湿地丧失；全球海平面上升对中国低海岸的严重威胁。为此，开展河口海岸环境变异的研究，为解决国家目标和海岸带资源可持续利用，无疑是非常重要而迫切的问题。     

南海近海海水中放射性总α、总β的研究

本文对南海近海海水中的放射性总α、总β的含量和分布进行了研究。结果表明:南海近海海水中的总α、总β含量,略高于东海,稍低于渤海。南海近海海域的主要放射性物质是铀、钍天然放射系和~(40)K。     

Ecotone or Ecocline: Ecological Boundaries in Estuaries

Two main ecological boundaries, ecotone and ecocline, have been defined in landscape ecology. At this scale, the estuary represents a boundary between rivers and the sea, but there has been no attempt to fit empirical data for estuaries to these boundary models. An extensive data set from the Thames estuary was analysed using multivariate techniques and species-range analysis, in order to investigate whether the ecocline or the ecotone model was most relevant to this estuary. Data for periods of high and low freshwater flow allowed the impact of large-scale fluctuations implicit in both models to be determined.A continuum of assemblages existed along the salinity gradient from freshwater river to the North Sea, with shifts in the ranges of organisms apparent in response to changes in freshwater flow. This pattern closely fits an ecocline model. However, the estuary differs from previously defined ecoclines in having two overlapping gradients in the major stressor: from river to mid-estuary for freshwater species and from sea to mid-estuary for marine species. We propose, therefore, that the estuary represents a two-ecocline model, with fauna inhabiting the mid-estuary being either freshwater or marine species at the edge of their range, rather than ‘ true estuarine organisms ’. This allows a redefinition of the Remane diagram, with estuarine species removed, and supports previous arguments that brackish-water species do not exist. Such two-ecocline models may also exist in other marine systems, such as rocky shores.     

河口水流结构分解及斜压M4分潮流探讨

河口水流是河口生态环境、河道演变、物质输运等物理过程的根本动力。由于径流、潮波、地形以及气象等因素的影响,河口水流呈现复杂的三维结构。其中既包括淡水注入形成的余流,也包括周期性的潮流、风生流、斜压流及河口非线性作用导致的流动等。为探究河口水流的组成及其潮内变化,基于瓯江口实测资料,利用主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）法对河口水流进行分解,探讨了PCA法对河口水流的分解性能及斜压分潮流的高频特征。研究认为,PCA法在河口水流结构研究中既可采用原始数据操作亦可用标准化的数据进行计算。PCA法可分解出斜压成分（河口重力环流型结构）,但不能将正压成分（径流和潮流）分开,径流和潮流二者综合作用的结果体现在主成分的得分之中。主成分的取舍应根据水流结构和累计解释方差综合判断,不宜仅依据累计解释方差。河口斜压流动具有明显的高频特征,近似呈1/4日分潮的周期。     

Environmental effects on the recruitment variability of nursery species

The recruitment variability of the marine fish species Dicentrarchus labrax, Platichthys flesus and Solea solea was evaluated in the Mondego estuary (Portugal) from 2003 to 2007. The relationships between sea surface temperature, NAO index, coastal wind speed and direction, precipitation and river runoff prior to the estuarine colonization and the abundance of 0-group fish were evaluated using gamma-based Generalized Linear Models. Dicentrarchus labrax and P. flesus 0-group decreased in abundance towards the end of the study period, while S. solea, despite low abundance in 2004, increased in abundance in 2007. For D. labrax, river runoff, precipitation and east–west wind were significant; for P. flesus, precipitation, river runoff and both north–south and east–west wind components were significant parameters, while for S. solea only river runoff was important. Results were compared with recent projections for climate change scenarios, to evaluate their effects on future recruitment levels.     

北极河流径流对北冰洋环流的影响

北极河流径流是北冰洋淡水的最大来源，其变化会对北冰洋中的诸多过程有重要影响。本文基于全球高分辨率海洋?海冰耦合模式的模拟结果，研究北冰洋温盐、海冰以及环流对北极河流径流的敏感性。通过对比有气候态北极河流径流输入的控制实验结果和径流完全关闭的敏感性实验结果，研究发现北极径流对北冰洋温度、盐度、海冰以及海洋环流等有显著的影响。关闭北极河流径流后，在河口附近的陆架上温度降低、盐度升高，且导致500 m深度处温度下降以及盐度升高；河口附近的陆架处，海冰密集度与海冰厚度增加。关闭北极河流径流也对北冰洋内的环流有影响:由于缺少来自欧亚大陆的北极径流的输入，穿极漂流与东格陵兰流流速减小且盐度增加；关闭北极径流导致近岸海表面高度降低，沿欧亚陆架的北冰洋边界流减弱，白令海入流增强。通过对比关闭北极径流实验与控制实验的温度和盐度剖面，发现关闭北极径流后大西洋层温度降低，各陆架海盐跃层的梯度减小，盐跃层厚度减小。