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.     

1979—2013年黄河三角洲岸线变迁的时空异质性研究

基于RS和GIS,通过分区分析了1979—2013年黄河三角洲不同流路岸线变迁及冲淤变化的时空异质性及其驱动因素。发现1979—1986年间,由于黄河入海泥沙量高且处于改道清水沟初期,清水沟(Ⅵ区)和清8汊流路(Ⅴ区)向海延伸显著,此后入海泥沙量减少其变化明显减缓;1995年以后,黄河改道清8汊且2002年以来调水调沙增加了黄河的输沙能力,三角洲岸线变迁的幅度较2000年前增强;刁口河附近区域(Ⅰ、Ⅱ区),因黄河改道清水沟和清8汊流路,入海水沙补给显著减少,总体上处于蚀退状态;神仙沟流路区域(Ⅲ区),1986年以后除入海口处有变化外,其它区域因修建堤坝成为人工岸线而少有变化;莱州湾西侧区域(Ⅵ区),淤进和蚀退量很小,总体向海推进。可见,岸线变迁主要受入海泥沙量的影响,改道致使不同时期三角洲岸线变迁出现空间异质性。     

黄河三角洲河口段海岸线动态及演变预测

黄河淤积造陆形成黄河三角洲,黄河三角洲地区表层均为第四系全新统松散沉积物,以细颗粒的粉砂为主,呈松散—稍密状态,孔隙度较高,稳定性较差,极易受到海洋动力侵蚀造成海岸蚀退。随着黄河断流天数逐年增多,使黄河来水来砂量逐年递减,在黄河淤积和海洋动力交互或共同影响下,现代黄河三角洲海岸线迅速地发生着淤进蚀退交替的演变。自1976年黄河人工改道走清水沟流路以来,黄河三角洲河口段海岸线总体处于淤进状态。对河口地区1986—2004年间遥感图像进行比较分析,发现有关岸线位置的原始数据间存在近似的二元一次线性相关关系,通过建立回归模型,对2005—2010年河口地区海岸线形态进行了演变预测。预测结果表明,2005—2010年间黄河三角洲原河口沙嘴前端处于蚀退状态,而北汊1流路附近有一直淤进扩张的趋势。     

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。     

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。     

黄河三角洲整体冲淤平衡及其地质意义

海岸侵蚀、三角洲面积减小已成为世界上关注的热点问题。三角洲造陆的趋势及速度制约着三角洲地区经济的持续发展和生态环境的演变。本文以1976、1986、、992、1996－1998年黄河三角洲卫星遥感照片及海区水深等实测资料为依据，通过其高潮线的对比分析，研究整个黄河三角洲面积变化的趋势。结果表明，黄河三角洲在整体淤进的同时伴随着蚀退，三角洲的造陆面积呈逐渐减小的趋势。通过对1950－1998年黄河利津站实测来水来沙资料的分析，发现近年来水沙呈递减趋势，这可能是三角洲造陆面积减小的重要原因。研究了黄河三角洲造陆面积与流域来水来沙的关系，从而得出当来沙量为2．45亿t/a时，三角洲面积整体趋于不冲不淤的平衡。若来水来沙量继续减少，黄河三角洲将走向全面蚀退，趋于消亡。     

黄河三角洲钓口叶瓣河道与岸线演化分析

现代黄河三角洲是由多个叶瓣组成,钓口流路叶瓣是1964—1976年形成,1976年之后废弃,这段时期历史记录相对比较完整。利用Landsat-TM卫星遥感图像,对黄河三角洲钓口叶瓣1964—2011年之间的岸线以及河道进行识别,结合历史测量资料,对钓口叶瓣岸线、河道变化规律进行了系统的分析。研究结果表明,1964年以来,岸线变化可划分为填湾取直—快速淤进—快速蚀退—缓慢蚀退4个演化阶段;河道变化可划分为漫流充填—河口突出—单一顺直—决口分叉—废弃5个阶段。     

黄河三角洲海岸线动态变化规律与预测研究

通过10帧黄河三角洲地区不同时相卫星遥感影像对比和利用实测水深资料,对1976年以来黄河三角洲海岸线的冲淤变化规律及过程进行分析研究。利用遥感监测数据构建海岸线演变回归模型,对海岸线的未来形态变化进行预测。研究结果表明,三角洲总岸线长度自1992年来逐年减小;刁口岸段自1976年来由持续侵蚀向冲淤平衡过渡;新河口岸段自1976年来不断淤积扩张,但近年来陆域面积开始出现缩小趋势。     

黄河三角洲海岸线变化及其环境地质效应

以1855、1954、1976年和1992年的高潮线对比分析黄河三角洲海岸线的整体变化情况,表明在行河岸段,海岸线迅速向前淤进,而在非行河段,由于风浪、海流等侵袭,岸线后退,采用1976、1982、1987、1990年和1995年海区实测水深资料,以-2m等深线的变化来研究清水沟流路河口三角洲岸线的动态变化过程,发现河口造陆速度已逐渐变慢,反映出河口尾闾从初期发育走向萎缩的趋势。岸线变化的环境地质效应表现在多方面,对下游河道中淤影响最重要的是河床主槽持续淤积及同流量水位的抬升所带来的防洪风险的增大。     

近30年红河三角洲岸线演变

基于1987—2015年Landsat遥感影像,运用ENVI与MapInfo软件提取岸线,分析红河三角洲近30年岸线演变规律,并结合历史岸线、红河多年径流量与输沙量,以及过境该海域多年热带气旋数量等数据,初步探讨红河三角洲岸线演变的影响因素。研究表明红河三角洲岸线在时间上呈前进与后退交替变化特征,其中巴拉特河口以南的岸段以后退为主,河口北部岸段总体以前进为主。巴拉特河口地区淤进与蚀退变化频繁,主要与上游建坝导致入海沙量变化以及台风造成的侵蚀有关。     

Effects of Coastline Changes on Tide System of Yellow Sea off Jiangsu Coast, China

On the basis of historical documents, this paper studies the evolutionary processes of the Jiangsu coast and re-establishes the positions of the shoreline in different periods. The East China Sea and the Yellow Sea mathematical models are applied to simulate and analyze the large-scale tidal waves changes under the influence of the coastal change in Jiangsu since 1855 when the Yellow River changed its lower course into the Bohai Sea. Results from this study can be summarized in the following aspects: (1) the coastline change strongly affects tidal waves in the region. Generally, the tidal amplitude decreases when the coastline changes in the north coast of the abandoned Yellow River Delta, whilst increases in the south of this region. The maximum variation of tidal amplitude takes place near the Radial Sandbank. (2) Following the erosion of the abandoned Yellow River Delta in the past century, the non-tidal points of M2 and K1 partial tides move to southwest gradually. (3) In the early 20th century, with the coastline changed, tidal range decreased 30~60 cm. From the abandoned Yellow River mouth to the Lvsi Port, the maximum increase of tidal range can exceed almost 150 cm. From the early 20th century to the early 21th century, the tidal range increases by 20~50 cm outside the radial sandbank. Whereas, the tidal range reduced near the abandoned Yellow River by 30~50 cm.     

现代黄河三角洲地面沉降对洲体演变的影响

对现代黄河三角洲地区地面沉降的特点和对三角洲发育演变的影响进行了分析研究。分析认为,现代黄河三角洲地区普遍发生的地面沉降具有多因素和时空不连续性的特点,给沉降区带来了一系列的危害,使多种海岸带灾害的破坏和影响加剧;地面沉降不仅可以造成地面标高损失,影响三角洲的垂向发育,还通过改变地面坡降来影响河道的演变和尾闾的摆动,同...     

1984—2016年江苏省海岸线和沿海滩涂的变迁

为加强对江苏省海岸带的保护和开发利用,文章基于卫星遥感影像,通过提取瞬时水边线和推算潮位特征线,分析1984—2016年江苏省海岸线和沿海滩涂的变迁。研究结果表明:江苏省自然岸线逐渐减少,人工岸线大幅增加,海岸线明显向海推进;淤长岸段主要分布在辐射沙洲北翼的射阳河口至川东港南,冲刷岸段主要分布在废黄河三角洲的灌河口北至中山河口南和扁担河口北至双洋河口南,全省海岸淤长长度和平均淤长速率均大幅下降;沿海各地的潮间带平均宽度均有不同程度的缩短,滩涂围垦强度大是重要影响因素。     

现代黄河三角洲滨浅海区的灾害地质

利用卫星遥感、测深、浅地层剖面及钻孔资料研究了黄河三角洲海岸及近海海洋灾害地质,编制了黄河三角洲海洋灾害地质图。黄河三角洲海岸灾害地质以海岸侵蚀为主,根据1976—2001年海岸的变化速率,可将海岸分为快速侵蚀海岸、中等程度侵蚀海岸、稳定海岸和淤积海岸四类,快速侵蚀海岸和中等程度侵蚀海岸长期以来遭受侵蚀。灾害地质因素有浅层气、灾害地貌、活动断层、海底滑坡、底辟、隆起脊、埋藏冲沟一古河道。浅层气主要分布在老黄河口附近渤海海底,近岸少见。浅层灾害地貌主要分布在三角洲前缘斜坡上的扰动区。扰动区位置在整个三角洲上变动明显,有向岸移动的趋势,斜坡坡度减小,扰动强度减弱。底辟除了发生在废弃三角洲侵蚀区外,还发生在三角洲外的渤海海底下部。隆起脊位于黄河口东部渤海海底,沿NE—SW方向发育,顺隆起脊发育活动断层。     

Fragmentation effects of oil wells and roads on the Yellow River Delta, North China

Oil exploitation and road development have strongly fragmented the coastal landscapes, leading to profound ecological consequences. The dynamic relationships between oil wells, roads, and landscape fragmentation indices in the Yellow River Delta, China were explored. Oil wells, roads and land cover were mapped from TM images in 1992, 2000, 2006, and 2009, respectively. Changes and relationships were compared among three selected typical sections using linear regression models. We also evaluated the fragmentation effects of oil exploitation on protected wetlands in the Yellow River Delta Natural Reserve (NR). The results showed that oil wells and roads increased greatly. Oil well density and road length density were positively related to patch number and negatively related to patch shape indices. Both drivers have cumulative effects on landscape fragmentation. Influences of old oil wells and roads were stronger than those of new ones. Current management strategies of the NR have failed to effectively prohibit the disturbances of oil activities at the regional scale. The ecological function of protected wetland systems has been damaged by the increase of oil wells. Therefore, based on the principles of landscape ecology, effective approaches were proposed to minimize the negative effects of oil exploitation on the coastal area.     

套尔河湾海域泥沙冲淤特征——兼论黄河改道后三角洲的冲淤演化

将1855年、1934年、1959年、1984年的海图的深度基准面换算成为当地黄海平均海水面,把它们的深度变化转换成泥沙的冲淤变化。研究了套尔河湾海域及黄河改道后三角洲的冲淤演化规律,行水时是快速淤进;改道后,初期是强烈的侵蚀和冲刷,随着时间的推移,其速率均逐渐减慢,达到岸滩平衡剖面塑造后,发育为轻微淤进或此冲彼淤的稳定海岸。提出:冲淤速率≤0.056km/a,贝壳堤迅速发育是海岸稳定的标志;冲淤速率≤±0.084km/a,贝壳滩开始发育是海岸向稳定演化的标志。本海域5—10m海区的坡度小于1/2000,是平衡剖面海域的标志;坡度小于1/1500,是向平衡剖面发育的标志。这对认识近代黄河三角洲的冲淤演变以及对套尔河湾海岸的开发建设,都具有重要意义。     

潮汐河口坝田长宽比对泥沙淤积特征影响试验研究

在航道治理工程中,往往通过丁坝群来实现其稳定航槽等目的,而坝田作为缓流区,其与主槽的水沙交换主要取决于横向的紊动交换。基于长江口北槽丁坝群实测资料分析和物理模型水槽试验研究发现不同长宽比坝田内的流态、淤积形态、坝田与相邻河段水沙交换的机理均不同,在长江口北槽丁坝群坝田建成后的淤积初期阶段,长宽比为0.30～0.40的坝田内的平均淤积强度最大。水槽试验研究表明,长宽比为0.50的坝田内淤积的主要部位即为主环流所在位置(坝田外侧),而在副环流位置,则出现微淤或冲刷的趋势;而长宽比为0.33的坝田内的淤积分布相对比较均匀。长宽比为0.33的坝田内淤积速率明显大于长宽比为0.50的坝田,长宽比为0.33的坝田达到冲淤平衡的时间较长。坝田淤积强度与随坝田回流强度、坝田与主槽水沙交换系数的增加而增加。