近30年长江口北支演变及其对物种多样性的影响

分汊河口演变特征及其生态效应是当前河口海岸研究的重要热点问题。长江口北支是长江口第一级分汊的重要水道,其演变会对区域生态与环境条件产生深远的影响。本文在已有研究结果基础上,结合遥感影像分析与水域生态现状调研,阐述了近30年来长江口北支河道的演变特征和生态现状,并对河道演变对物种多样性的影响进行了深入的探讨。结果表明,近30年来北支演变的突出特点在于北支中上段束窄明显,而下段河道虽然有一定程度的束窄,但口门仍呈喇叭口形态;大量的圈围工程是导致北支中上段河道束窄的最重要因素;随着河势变化,北支分流比下降,分沙比上升,河道水深、河槽容积的下降,使北支盐水入侵加剧,水、沙、盐倒灌南支的风险增加。北支演变导致水体盐度条件的改变,使得区域生物类群以适应高盐、咸淡水环境的种类为主;而河道水深、水动力条件、水体含沙量等的变化均会对生物类群的组成产生影响。北支目前仍然是大型底栖动物、鱼类等生物类群的重要栖息地和育幼场,且具有较高的生物多样性。因此,北支治理仍需考虑维持北支水域生态系统的结构与功能不被破坏,确保区域的可持续发展。未来北支的演变趋势及其生态效应,需要在有效监测的基础上进行综合分析。     

长江口滞流点洪、枯季移动的数值分析

为研究长江口滞流点位置的季节变化,利用Delft3D-Flow模块建立长江口二维潮流数学模型,通过实测水文资料对模型进行验证。在此基础上,模拟长江口各汊道洪、枯季滞流点移动情况,并从各汊道沿程断面的落潮量、涨潮量和落、涨潮量之比3个方面进行了水动力分析。结果显示:洪季,北支滞流点在八滧港东北方向约1.9 km处;在南支各汊道中,北港滞流点位于鸡骨礁东北方向约10.0 km处,北槽滞流点位于牛皮礁东南方向约3.8 km处,南槽滞流点位于大辑山东北方向约14.1 km处。枯季,除北槽外,其余各汊道均出现两个滞流点,且北支的两个滞流点相距最远,分别在灵甸港西南方向约3.2 km处和六滧港东北方向约3.1 km处;北港滞流点分别在鸡骨礁西北方向约25.8 km和20.2 km处,北槽滞流点在横沙以西约5.3 km处,南槽滞流点分别在中浚西北方向约6.5 km和东北方向约5.5 km处。北支洪、枯季滞流点的移动距离为4.6~53.3 km,北港、南槽洪、枯季滞流点的移动距离分别为22.0~27.7km和34.6~39.2 km,而北槽洪、枯季滞流点的移动距离最大,为57.1km。长江口各汊道滞流点的移动反映了河流径流和海洋潮流的综合作用。     

长江口北支上段岸滩侵蚀及保护实施效果分析

受上下游工程、来水来沙影响,长江口北支上段近期岸滩侵蚀后退严重。为揭示北支上段近期演变机理,控制河势变化和保护生态基底,收集2001年以来长江口北支全河道水下地形资料,并开展了2017-2020年工程区段水下地形精细实测,基于水动力数学模型研究了岸滩保护措施合理性,以分形理论评价了保护措施实施后效果。结果表明：(1)长江口北支进口江心洲发育,导致上段“S”形主轴弯曲度加大,加剧了暗沙、江心洲和岸滩动荡;(2)在冲刷最严重的岸滩采用丁坝群加护坎可有效阻止岸滩侵蚀后退;(3)多年水下地形实测和分形理论计算评价,岸滩趋于稳定,生态基底得以恢复。鉴于新江心沙洲发育和岸滩、深槽变化加剧了北支上段演变的复杂性,建议尽快成立综合协调部门,统筹提出满足水利、防洪、供水、航运、生态等多目标需求的综合整治方案。     

长江口南港水道潮流特征分析

根据１９９６年长江口南港水道枯、丰水期（１月、７月）大、中、小潮两次各２６ｈ以上的全潮水文实测资料,统计分析了实测流的特征和潮流类型、运动形式、潮流垂直变化、余流、Ｍ２分潮流及分潮流对涨、落潮流不等的影响。     

长江口北支沉积物粒度特征及其环境意义

通过对长江口北支兴隆沙XL2孔沉积物的粒度特征、环境磁学特征及微体古生物特征的分析,揭示长江口北支潮流沉积沙体的演变规律,进而推测长江口北支的演变规律,为长江口北支的开发整治提供科学依据。     

秋季长江口北支表层海水pCO2变化特征

根据2009年9月首次获得的长江口北支海水pCO2实测数据,结合温度、盐度等参数,对长江口北支海水pCO2时空分布、变化特征及其影响因素进行了研究.研究结果表明,长江口北支海水pCO2总体呈现出淡水端高,咸水端低的特点;在同等盐度条件下,长江口北支海水pCO2明显高于长江口南支;长江口北支南段海水pCO2与盐度之间有着...     

长江口北支悬沙浓度及输移的时空变化

本文基于4次洪枯季同步水文观测资料,着重分析了长江口北支悬沙浓度的潮周期变化、垂向分布、纵向分布和悬沙输移及其时空差异。研究结果显示,悬沙浓度的潮周期变化过程在大中潮期以M型(双峰型)为主,下段主槽内在大潮期多出现V型,上段在枯季可出现涨潮单峰型;小潮期可出现无峰、单峰或双峰型。涨、落潮悬沙浓度峰值及均值,在枯季多涨潮大于落潮,洪季中小潮特别是小潮期易出现落潮大于涨潮;下段主槽内在大潮期易出现落潮大于涨潮。悬沙浓度的垂向分布及其变化特点,在大中潮期与悬沙的潮周期变化型式有关,其中M型存在显著的洪枯季差异。纵向上,最高悬沙浓度在枯季出现于中段灵甸港至三和港之间及附近河段,洪季则在下段三条港附近。潮周期悬沙净输移,枯季大多向陆特别是大中潮期,洪季中上段大多向海,下段大潮期多向陆、中小潮易出现向海;下段主槽内在大潮期易出现向海。     

基于 LandSat影像的近30年湛江东北海岸线变迁分析

利用1958—2020年实测地形数据与长江入海水沙数据,分析长江口南支最大的涨潮槽———新桥水道动力地貌变化及其 驱 动 机 制。结 果 表 明:新 桥 水 道 在 1958—2020 年 间 的 地 貌 演 变 可 以 分 为 3 个 阶 段:第 一 阶 段(1958—1997年)新桥水道受控于径流、潮流的耦合作用而经历“冲刷-淤积”的周期性变化,其中河槽主要展现上、下游迁移及河槽收缩交替等特征;第二阶段(1997—2003年)因1998和1999年大洪水造成新桥水道冲刷,新桥水道河槽向上游拓展延伸,河道拓宽明显;第三阶段(2003—2020年)则受人类活动干预和扁担沙北移及径流、潮流耦合作用,新桥水道向下游迁移束窄,并逐渐形成以河道上段为淤积中心的地貌演化格局。此外,随着东风西沙水库构建,拦蓄了部分应进入新桥水道的水体,致使河槽上段落潮动力减弱而加剧河槽淤积,导致新桥水道进一步淤浅。     

淤泥质潮流深槽最大冲刷深度的一个概念模型

以概念模式方法计算了淤泥质潮流深槽的最大深度,探讨了涨落潮流速、涨落潮历时、深槽淤泥质物质粒径、深槽顶底部原始深度、水道长度等因素对潮流深槽最大深度的影响。概念模式的假设条件是:(1)深槽形态为长方体,底部纵向坡度为0;(2)沉积物粒径无垂向变化;(3)只考虑潮流作用的影响,涨、落潮流速在时间序列上呈正弦分布;(4)不考虑细颗粒物质的粘性和絮凝作用。模拟结果显示:(1)涨、落潮历时对深槽最大深度的影响很小。(2)优势潮流流速与最大深槽深度之间存在着幂函数关系。(3)深槽的底质粒径、深槽的长度均与最大冲刷深度呈正相关关系。(4)深槽顶部水深与最大深度呈负相关关系。(5)由于潮汐水道深度与潮流流速和沉积物侵蚀强度之间具有负反馈关系,因此水道冲刷存在着一个极限,即最终可以达到均衡状态。潮流深槽的均衡态特征和达到均衡态所需的时间可运用沉积动力学方法来确定;同时,若应用深槽的真实参数,进一步减少模型的假设条件,可望使该模型具有实际的应用价值。     

长江口北支的沉积物输运趋势

2007年9月在长江口北支采集表层沉积物样品,进行粒度和重矿分析,并利用Gao-Collins粒径趋势分析模型计算沉积物净输运趋势。结果显示,北支上口的沉积物有向下游输运的趋势;大新港至河口处,沉积物大致呈由北支下段向中、上段输运的趋势;北支河口外的沉积物,存在着向河口内输运的趋势。重矿物中稳定矿物与不稳定矿物比值的变化也显示,北支上口、下口处沉积物均向北支内输运,与粒径趋势分析的结果基本吻合。上述结果均显示,沉积物向北支内净输运,导致北支河段逐渐淤积。     

长江口北支盐水倒灌的数值模型研究

20世纪80年代以来,国内对长江口盐水入侵进行了大量系统专门的研究,对长江口的盐水入侵规律有了一个比较基本的认识.但是,长江口特别是在南支及南北港的盐度变化规律极其复杂,主要有盐度的周日变化峰值与潮流变化关系不尽协调,落潮时盐度反而最大;盐度的纵向分布上游比下游高;盐度的半月变化峰值一般发生在小潮和寻常潮期间,而且各测点盐度峰值的发生时间不尽一致[1,2]等等.其中北支盐水向南支倒灌是引起长江口盐度变化异常复杂的主要原因[1-5].北支倒灌在长江口盐度变化中扮演了重要的角色,掌握北支倒灌是认识长江口盐水入侵规律特别是南支和南北港盐度变化规律的重要内容,同时也是长江口淡水咨源利用的一个重要方面.     

徐六泾-白茆沙河段治理工程研究

长江口徐六泾节点河段宽度大于长度,对主流流向和下游河势的控制作用相当有限,上游南通河段主流摆动和河势变化直接造成白茆沙河段的主流摆动和南支河段滩槽演变;白茆沙河段江面迅速展宽,水流动力减弱,但潮流作用较强,白茆沙和扁担沙漫滩切滩分流以及北支分流是造成北水道上下口淤塞和南水道上口常年浅滩碍航的根本原因,而大洪水年代庞大的白茆沙沙体加速下泄往往会引起南支河段的河势变动。白茆沙河段目前出现的优良河势和南北水道优良的水深条件是百年来难得的机遇,应尽早采取治理措施,稳定河势,否则将贻误时机。定床物理模型试验结果表明：整治工程后,徐六泾节点将形成窄长控流通道,白茆沙滩面流速显著减小,南、北水道分流比稳定,上、下口浅滩流速坛大５％～１０％,能有效地稳定白茆沙河段目前的优良河势和水深条件,确保长江口打通深水航道后５～１０万吨级海轮通航。     

广东沙扒潮汐汊道口门地貌现代演变

沙扒及其上游儒洞湾是一个有一定规模,比较稳定的河口湾型潮汐汊道,在波浪与潮流共同作用并以潮流为主的动力条件下,口门地区发育有潮流深槽、涨槽三角洲、水道边缘坝、拦门沙浅滩、边缘涨潮水道及内弯沙嘴等地貌类型。近年来,各种人类活动引起水文泥沙条件变化,导致东槽萎缩、西槽复苏、南槽转向、拦门沙东移并靠岸、港南沙嘴变低内移等现代演变过程。在港口现划与整治时必须对此充分考虑。     

梅山港水道的冲淤演变

梅山港水道位于杭州湾以南、舟山群岛西侧的穿山半岛与梅山岛之间,是象山港口北岸沿岸小型潮流通道。根据历史资料,对梅山港水道岸线变迁、滩槽变化、纵剖面变化、横断面以及区域冲淤变化等进行了定量的研究。结合实测水文泥沙、地貌形态、沉积、人类开发活动等资料进行综合分析后认为:梅山港水道平面形态轮廓深受沿岸历史围涂筑塘的影响;梅山港水道整体上处于缓慢淤积的趋势;水道平面形态和泥沙运移特征具有涨潮槽的特性;七姓涂围涂工程等人类活动可能加剧梅山港水道的淤积过程。     

长江口新桥水道表层沉积物分布格局及其影响因素

涨潮槽是全球河口普遍存在的重要地貌单元,其动力沉积过程直接关乎河口涨潮槽冲淤稳定。但因径、潮流耦合及高强度人类活动,当前世界大部分河口涨潮槽动力沉积已发生迅速变化,进而引起河槽萎缩。基于此,以2020年6月在长江口南支最大的涨潮槽——新桥水道采集的大范围表层沉积物样品为基础,利用样品的粒径数据并借助经验正交函数（EOF）开展新桥水道表层沉积物分布格局及其影响因素研究。结果表明：新桥水道可分为3个沉积区,其中新桥水道上游河段沉积物主要由粉砂质砂和黏土质粉砂组成,沉积物分选较差;新桥水道中游河段沉积物由砂组成,沉积物分选较好;新桥水道下游河段沉积物分选性差,主要由砂、粉砂质砂、砂质粉砂以及黏土质粉砂组成。新桥水道沉积动力特征可以分为3种模式,其中主要模式为径流和潮流共同作用下,新桥水道上游及下游局部河道形成以砂质粉砂与黏土质粉砂为主的沉积格局;次要模式为局部河势影响下,新桥水道中、下游局部河段形成以粉砂质砂为主的沉积格局;第三模式为洪季径流影响下以砂为主的沉积格局。扁担沙沙尾下移导致进入新桥水道径流增强引起表层沉积物变粗。东风西沙水库的构建诱发新桥水道上段尖端沉积物变细。     

长江口河口河槽浅地层剖面探测研究

于2010年枯季利用浅地层剖面仪等对长江口自江阴至北港、北槽和南槽口门段河槽浅部地层进行探测.探测结果显示:江阴至徐六泾段落潮流占绝对优势,床沙质以细砂为主,发育有波长约15～25m、波高约0.5～0.8m的沙波;自徐六泾至口门段河槽床面受势力相当的涨、落潮流影响,河槽床面仅偶尔发育有较小尺度的沙波,波长5.0～12m...     

长江口北支河口地貌特征及演变趋势分析

根据近年来侧扫声纳、单波束等野外调查资料,对长江口北支河口地形地貌特征进行了分析。分析结果表明,研究区内水深变化从0~20m,海底地形总体上由西向东倾斜;区内地貌特征主要由两个拦门沙、两个深槽以及一个沙脊组成。同时,利用历史海图与实测水深数据进行了对比分析,分析了研究区内地形地貌的演变趋势。     

中国陆架潮流沉积体系和模式

在1991年中法合作渤海潮流沉积研究的基础上,查阅了国内外有关研究成果,分析了中国陆架的水深地形、沉积地貌与潮流动力的关系,认为潮流对中国陆架的海底地貌和沉积的形成发育起了主导作用。当潮流流速大于3节时,潮流的侵蚀作用是主要的,往复潮流多形成冲刷深槽,大大刷深了海峡或水道。当潮流流速1－3节时,潮流的沉积作用是主要的,多形成浅滩,即潮流沙脊和潮流沙席。以M2分潮椭率绝对值0．4为界,大于0．久者意味着潮流旋转性强,多形成潮流沙席;小于0．4者意味着潮流往复性强,多形成潮流沙脊。提出了我国邻近陆架发育了5个现代潮流沉积地貌体系：（1）黄海东部潮流沉积体系,它由西朝鲜湾潮流沙脊和其南部的沙席两者组成;（2）渤海东部潮流沉积体系,它由老铁山水道冲刷槽,辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成;（3）长江口外潮流沉积体系,它由江苏滨外潮流沙脊和长江口浅滩潮流沙席组成;（4）台湾滨外潮流沉积体系,它由台湾海峡冲刷槽、台湾浅滩沙脊、澎湖水道冲刷槽和台中浅滩沙席四者组成;（5）琼州海峡潮流沉积体系,它由琼州海峡冲刷槽、东浅滩沙脊和西浅滩沙脊三者组成。此外,在东海陆架上还有冰后期海侵早期形成的残留潮流沉积体系。全新世陆架浅海潮流沉积模式可分海峡一浅     

长江口北支CY孔重金属沉积特征、潜在生态风险及影响因素

通过对长江口北支CY孔47个样品的重金属Cr、Cu、Pb和Zn的数据分析,采用单因子污染参数法和Hakanson潜在生态风险指数法,评价了长江口北支CY孔沉积物的质量状况。定量确定了长江口北支沉积物重金属的潜在生态风险程度、主要污染因子和潜在生态风险因子。从环境演变角度探讨了长江口北支沉积物重金属总的潜在生态风险和单个重金属元素的潜在生态风险的演变趋势。结果表明,长江口北支沉积物重金属含量与沉积环境演变关系密切,不同的气候条件下,具有不同的沉积环境特点,形成不同的沉积物环境状况。就气候演变而言,从层1至层7,气候依次为热暖潮湿→暖热湿润→温和略干→温暖湿润→温暖稍温→温而略干→温暖湿润,对应的重金属含量变化依次按低→高→减少→增多→减少→减少→显著增大的规律变化。     

长江口北支入海河段的衰退机制

通过不同时期海图、水下地形图对比,论述了长江北支入海河段具有沙脊发育、河槽淤浅、南涨北塌、深泓北靠并逐渐向北平移的演变特征和衰退态势。据2003年11月同步潮位、潮流、悬沙和地形资料,经单宽潮量、输沙量和断面进出潮量计算发现：黄瓜沙北水道水沙大进大出以过往为主,南水道是水沙倒灌的主通道,潮速南小北大是河道南涨北塌并向北平移的动力机制,南水道涨落潮流均携沙输向江心是江心沙脊发育、黄瓜沙淤高的物质基础,进潮量大是导致泥沙倒灌、入海河段衰退的主要原因。