基于LiDAR观测的长江河口南汇南滩近期动力地貌研究

南汇潮滩是长江河口重要的后备国土资源,其地貌的动态变化过程可敏锐反映河海相互作用的强弱。本文利用地面LiDAR获取了南汇南滩2016年4月—2017年5月逐月大潮低潮期间滩面地貌高分辨率点云数据,根据平均小潮高、低潮位将潮滩划分为上、中和下部,由此结合水文泥沙资料分析区域潮滩动力地貌演变过程。结果表明:(1)潮滩在观测期间整体向海淤涨,其一年间垂向淤积值为10 cm,其中潮滩中部面积增大,而潮滩上部和下部的面积均减小;(2)滩面变化具有明显的夏秋季弱侵蚀调整、冬春季强淤积推进的季节性特征,潮滩地貌侵蚀-淤积则呈现明显的空间分异。在潮滩上部中侧-中部西侧形成贯通的冲刷带(10—80cm),上部沿堤西侧植被区出现强淤积带(20—85cm),整个滩面中东部潮滩出现大面积的弱淤积(5—30cm);(3)南汇南滩并未因长江入海泥沙的剧烈减少而遭受侵蚀,这可能受控于局地基本未变的动力环境和悬浮泥沙浓度,冲刷-淤积的纵向分带性则与区域海堤导致的潮流流向发生改变有关。     

茅尾海钦江河口光滩时空变化过程研究

河口潮滩一般由生长于中高潮滩的植被和植被前缘光滩（裸滩）构成,光滩的时空变化直接关联潮滩冲淤及植被演替状态。本文基于Landsat 5 TM及Sentinel-2 MSI等多期遥感影像,利用随机森林分类算法与数字岸线分析系统探讨茅尾海钦江河口光滩在1986—2021年期间的变化过程。结果表明：①近40年钦江河口光滩面积总体呈现明显损失的状态,可分为1986—2002年冲淤平衡、2002—2007年快速淤积、2007—2014年急剧降低和2014—2021年缓慢淤涨4个阶段;②光滩淤积的区域主要分布于钦江沙井河口口门及内侧河槽与潮汐通道边缘,侵蚀出现在钦江沙井河口及钦江沙冲河口航道及潮沟区域;③茅尾海清淤工程是引起钦江河口光滩自2008年到2014年面积减少的直接因素,潮间带植被扩张和2015年之后大范围生蚝养殖引起的水动力减弱导致光滩向海淤涨。当前海平面上升未对光滩造成明显影响,但入海泥沙的变化一定程度上影响光滩冲淤演变。本研究可为区域河口潮滩资源的可持续高效利用提供部分理论与技术支撑。     

江苏吕四海岸沉积动力特征及侵蚀过程

海岸侵蚀与水动力之间有着密切的关系.基于现场调查和资料收集,探讨了吕四海岸地貌、水动力、泥沙运动以及沉积与动力之间的响应.研究结果表明,风浪和潮流是塑造吕四海岸的主要动力.风浪年内变化按向岸风频率可分为高频期(10 月至翌年 1月)、转频期(2 月、3 月和 9 月)和低频期(4～8月)三个时期.风浪高频期,潮滩冲蚀,物质粗化;低频期,潮滩淤积,物质细化;转频期,时冲时淤,动态稳定.潮流作用主要表现为输沙淤滩和侧蚀滩脚.在风浪高频期,滩脚同时受到风浪冲蚀和潮流侧蚀,向岸后退,使吕四岸段成为隐性侵蚀型海岸.岸滩塑造对沉积动力响应显著,东部处于滨岸环境,在潮流和风浪的作用下,沉积物由岸向海变粗;西部还受径流影响,处于滨岸-河口环境,物质由岸向海变细.在水动力要素中,风浪是导致岸滩侵蚀的主控动力,而潮流则是近岸泥沙进行滩槽滩槽交换和循环输运的输运动力.     

山东半岛东部典型砂质海岸侵蚀特征及其影响因素

利用岸滩剖面高程监测、沉积物粒度变化和动力环境分析的方法,以海阳市沙滩侵蚀演化过程为例分析了山东半岛东部典型砂质海岸的侵蚀特征和影响因素。结果表明,海阳市沙滩整体以侵蚀为主,2018—2019年沙滩总侵蚀量为2.48×10⁴m³。其中,丁字嘴沙滩以侵蚀为主,但两侧受河口的影响呈现局部滩面稳定和后滨弱淤积的现象;潮里—庄上—羊角畔沙滩滩面侵蚀从西向东逐渐增强;万米沙滩中部侵蚀严重,两端相对较弱。表层沉积物由陆向海逐渐变细,但整体上呈现粗化的趋势。波浪和极端天气是控制沙滩侵蚀变化的重要动力因素,而坡度则是导致沙滩剖面形态变化和表层沉积物差异的重要因素之一。     

广西北海涠洲岛典型岸滩剖面短期冲淤变化特征

基于涠洲岛2012年12月、2013年7月和2013年12月砂质岸滩剖面高程数据以及沉积物粒度数据,作者分析了2012~2013年涠洲岛砂质海岸短期冲淤变化。结果表明:(1)2012年12月~2013年7月,在热带风暴的影响下,涠洲岛大部分岸滩发生侵蚀现象,侵蚀最严重部位一般在中滩;(2)2012年12月~2013年12月,侵蚀岸段主要在东南部、西南部和西北部低滩,淤积岸段主要在北部、西北部高中滩;(3)根据沉积物颗粒平均粒径分析结果,一般高滩沉积物较低滩粗,说明水动力环境高滩相对较强,各岸段沉积物颗粒变化基本与岸滩剖面冲淤变化相一致。短时期内,影响涠洲岛岸滩冲淤变化的因素有波浪、潮汐、风暴潮和人类活动等。     

2017—2020年江苏中部潮滩地貌的季节和年际演化

为了研究江苏中部潮滩地貌的季节性演化规律,分别在江苏沿岸大丰港南侧、大丰港北侧,以及射阳河口北侧选取了三条跨岸剖面。在2017年11月—2018年11月进行了多次地貌和表层沉积物的重复观测和采样分析,并对2017—2020年间3条剖面的年际变化进行了观测。结果显示,2017年11月—2018年11月,大丰港南侧潮滩在春秋两季较为稳定,冬夏两季侵蚀较为明显,全年表现较为稳定;大丰港北侧潮滩全年基本处于明显侵蚀状态;射阳河口附近潮滩全年出现轻微侵蚀,但整体较为稳定。在年际尺度下,2017—2018年,大丰港附近潮滩均出现整体侵蚀的现象,射阳河口潮滩则出现潮间带上部淤积、下部侵蚀的现象;2018—2019年,江苏中部潮滩潮间带高程均出现不同程度的上涨;2019—2020年,江苏中部潮滩均出现潮间带上部稳定或轻微侵蚀、下部明显侵蚀现象。对潮滩演化状态研究显示,江苏中部潮滩的季节性变化受多种因素影响,冬季波浪增强与夏季风暴频率增加均会导致江苏中部潮滩在当季出现侵蚀现象,沉积物供给减少会导致潮滩季节性冲淤趋势整体向侵蚀状态偏移;江苏潮滩北部的侵蚀/淤积区域分界点可能已经从射阳河口向南转移至大丰港南部区域;年际尺度下,江苏中部潮滩表现出较为一致的变化规律。     

华南岬湾海滩冲淤演变特征及其机制分析—以南澳岛前江湾为例

岬湾海滩在华南地区普遍分布,众多海滩面临侵蚀退化问题,对其海滩冲淤演变特征及机制的研究具有重要的现实意义。本文以粤东重要的旅游海岛南澳岛南部的前江湾为研究区,利用滩面调查、遥感影像数据与历史海图和实测水深数据,研究1970—2022 年海滩冲淤特征,并从水动力、沿岸输沙、稳定岸线形态等方面,探讨人类活动对海滩冲淤演变的影响机制。结果表明：前江湾海滩蚀淤演变在东南沿岸码头防波堤海岸工程建设前后呈现不同的空间变化特征,切线岸段前期侵蚀、后期侵蚀加剧,弧形岸段前期淤积、后期侵蚀;人类海岸工程造成的岬角位置变化和沿岸输沙受阻是影响海滩蚀淤演变的主要机制,导致岬湾岸线平面形态变为不稳定状态,区域沉积物的亏损也加剧了海岸失衡;自东向西的沿岸输沙的不均衡对其海岸线演变的空间特征起控制作用。     

红树林潮滩沉积速率测量与研究

红树林捕沙促淤功能是红树林防浪护岸效益的主要表现之一。本文用标志桩法与＾２１０Ｐｂ同位素定年法测定红树林潮滩沉积速率。海南东寨港林市村岸段标志桩试验显示：红海榄Ｒｈｉｚｏｐｈｏｒａ ｓｙｔｌｏｓａ密林区普遍淤积，平均速率４．１ｍｍ·ａ＾－１；白滩与疏林区侵蚀，平均速率８．２ｍｍ·ａ＾－１。沉积速率随滩地高程增加或潮水浸淹频率的减小而减小。冬春淤积为主而夏季冲刷为主。区域性淤积速率受区域泥沙来源与海     

杭州湾北岸金山咀—龙泉港岸段近岸滩槽冲淤演变分析

以杭州湾北岸金山咀—龙泉港岸段边滩及海床为研究区域,利用1989—2014年实测及海图资料分析岸滩断面地形变化和岸段冲淤变化。结果表明:在该研究时段,岸段存在长期稳定的冲刷深槽;近岸海床的冲淤表现出“波动性”,5 m等深线(2014年)以浅区以淤积为主,5 m等深线以深冲淤更迭,1989年以来总体呈现冲刷态势。长江入海泥沙量变化为该岸段发生侵蚀/淤积的影响因子之一,台风大浪及海床侵蚀/淤积波的移动导致海床冲淤复杂化。     

1988年以来气候控制的南流江河口红树林扩张

基于卫星图像重建了近30年来广西南流江河口区一片红树林的扩张过程,结果表明：自1988年至2013年,该红树林向海显著扩张,面积由60公顷增加为134公顷。红树林的自然扩张并非渐进式,而是集中发生于某些特定时期。为了研究控制红树林扩张的动力机制,本文研究了近几十年来红树林潮坪高程演变和区域气候变化过程,同时也分析了水动力状况和营养盐供应的变化情况。研究表明：在滩面高程达到红树林幼苗存活最低高程的前提下,台风强度、频率和冬季低温是控制该红树林扩张的关键因素。红树林湿地的显著扩张只发生在台风强度和频率较低、冬季较为温暖的时期。而在台风频率和强度较高、冬季较为寒冷的时期,由于红树林幼苗难以存活,红树林则难以扩张。在过去几十年间,由于该区域适宜红树林扩张的时期较为罕见,从而导致了红树林扩张过程的不连续性。与气候因素相比,营养供应和水动力状况并不是控制该红树林扩张的关键因素。     

Topographical Mapping of a Bare Tidal Flat Outside a Mangrove Area based on the Waterline Method and an Iterative Hydrodynamic Model: A Case Study of Yingluo Bay,South China

A change in the elevation of bare tidal flats outside a mangrove area is an indispensable factor for the sustainable development of mangroves. Waterline extraction, as an effective and economical tool used in reconstructing the terrain of an intertidal zone, has been widely applied to open-coast tidal flats by constructing a digital elevation model (DEM). However, mangrove wetlands are usually located in wave-sheltered sites, such as estuaries and bays that have narrow tidal channels flanked by tidal flats. Changes in water level are affected by the dry-wet processes of complex landforms caused by tides. This article takes as a study case the area of Yingluo Bay, which covers the core region of the Zhanjiang and Shankou National Mangrove National Nature Reserve in southwestern China. Waterline extraction based on seventeen multisource and multispectral satellite images obtained from December 2014 to April 2015, combining the finite-volume coastal ocean model (FVCOM) hydrodynamic model in an iterative process, was used to generate a topographical map of the bare tidal flat outside the mangrove area in Yingluo Bay. The quality of the iterative DEMs was evaluated via six transects of a ground-based survey using Real - time kinematic (RKT) GPS in May 2015. The mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE) of the DEM decreased with an increase in the number of iterations. In this study, the DEM in the third iteration was used as the final output because the difference from the previous iterative DEM satisfied an inversion-stopping criterion. The MAE and RMSE of the final DEM with the measured data were 0.072 and 0.09?m, respectively, without considering small tidal creeks. The method used in this study can be an effective and highly precise approach for detecting and reconstructing the historical terrain of a bare tidal flat outside a mangrove area. This work also has great importance regarding intertidal resource management and the sustainable development of mangroves facing the vulnerable coastal ecological environment.     

红树林对潮流底边界层动力过程的影响

红树林是重要的滨海湿地木本生物群落,其生物地貌过程对防风护堤具有重要作用。为深入研究红树林近底部泥沙输运的机制,在福建漳江口红树林进行了现场观测。通过对比光滩和红树林处的水动力和泥沙动力过程发现,红树林对流速具有明显的阻滞作用和偏转效应,且光滩处沉降作用和再悬浮作用均较明显,红树林处沉降作用明显。结合输运方程计算结果发现,光滩上的沉积物通过潮沟向红树林输运,并为红树林截留沉降,表明红树林可以通过降低水动力以及植物吸附来影响悬沙运动,具有良好的促淤作用。     

基于遥感水边线的潮滩面积提取方法研究

潮滩作为动态变化的后备土地资源,对其研究具有重要意义。文章以江苏省如东县为研究区,使用环境资源卫星(HJ1A/1B)影像为数据源,应用面向对象技术创建分类规则,实现批量半自动提取水边线,随后利用DSAS软件处理水边线集获得潮位点集,基于最外边界法实现高(低)潮位点的提取,进而获得潮滩范围,估算的如东县潮滩面积为55 182hm~2。最后利用误差矩阵进行精度验证(Kappa系数为0.945)。结果表明:该方法对于潮滩面积提取具有适用性,无论在空间域还是时间域都具有一定的推广性。     

Seasonal variation of sedimentary processes in a semi-enclosed bay: Hampyong bay,Korea

Multi-annual sedimentological observations on tidal-flat sediments were carried out in Hampyong Bay, southeastern Yellow Sea, to infer the budget of modern muddy sediments in the bay. Sedimentation rates over a four-year period show contrasting types of seasonal sedimentary cycles occurring in the tidal flats within the elongated bay. Both sides of the bay are largely sheltered from winter waves, resulting in surface mud deposition during winter and erosion during summer. In contrast, tidal flats along the head of the bay are influenced by winter waves, resulting in a reversed trend where erosion occurs during winter and deposition during summer. Tidal flats near the bay-mouth, however, show a sedimentary cycle disrupted by the construction of sea walls undergoing consistent erosion throughout the observational period. The shoreline artificially straightened seems to cause tidal currents to bypass the tidal flat and hence to be much stronger. These differences in sedimentary cycles suggest the critical importance of the orientation of tidal flats relative to the propagating direction (from N–NW) of the monsoon winter-storm waves on the tidal-flat sedimentation in the eastern coastal area of the Yellow Sea. The preliminary budget estimation for the tidal-flat mud suggests that the tidal flats in Hampyong Bay are subject to the slight but consistent erosion as a whole.     

江苏中部淤泥质海岸岸线变化遥感监测研究

海岸线监测是了解海岸冲淤变化的基础。针对淤泥质海岸潮间带坡度平缓的特点,考虑到潮汐对遥感海岸线监测的影响,基于多潮位站插值校正的水边线离散点潮位赋值及坡度计算对水边线方法进行了改进,并结合潮间带实测坡度资料校正,推算遥感海岸线。选择江苏中部冲淤变化频繁、自然岸线保有率较高的扁担河口至川东港岸段开展海岸线变迁遥感监测研究。结果表明,研究区坡度主要在0.001~0.002之间,潮间带宽度由北向南越来越宽。北部扁担河口至射阳河口岸段处于冲刷环境中,大量以养殖塘围堤为主的人工岸线不断被侵蚀后退;射阳河口至四卯酉河口岸段以海岸线在自然状态下的动态变化为主,2010-2015年平均冲淤速率小于10 m/a,变化幅度较小;南部四卯酉河口至川东港岸段,自然岸线淤长明显,同时人工围垦导致岸线不断向海推进。根据监测结果,认为新洋港至斗龙港岸段应为研究区由北部侵蚀转向南部淤长的过渡带。     

琼州海峡白沙门海滩冲淤的遥感分析

琼州海峡白沙门海滩是海口市重要旅游资源,历史研究表明自20世纪60年代以来其一直处于侵蚀退化状态。本文选取1994—2015年的19景Landsat遥感影像提取白沙门海滩水边线并计算海滩坡度,分析海滩冲淤,结果表明:1994—2008年海滩处于冲刷状态,高潮位的水边线平均向岸回退了104.71 m, 低潮位的水边线平均向岸回退了95.49 m,但是2000年附近时段的人工补沙弥补了海滩侵蚀退化;2008—2015年海滩转为淤积状态,高潮位的水边线平均向海前进了34.17 m,低潮位的水边线平均向海前进了25.52 m,海滩淤积可能是海滩东侧的新埠岛围填海工程造成的。     

江苏条子泥岸滩剖面形态的时空异质性

在江苏条子泥岸滩选择3个典型剖面，对其进行了3a定期的观测，将所得剖面数据绘制成剖面形态曲线。通过对岸滩剖面形态的分析，发现3a来岸滩冲淤变化明显，岸滩剖面形态内部及其相互间都有变化，呈现不同的类型。探讨了其变化的机制，包括自然因素和人为因素。主要的研究结果将丰富人们对江苏条子泥近期岸滩及辐射沙洲演变的认识，为条子泥促淤并陆和海岸防护等工程提供科学依据。     

河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征

河口潮滩受径潮流的共同作用,在自然环境与人类活动的影响下处于不断的动态调整中,其中大型人类工程往往对其短期地貌变化和沉积物特征产生巨大影响。2013年底至2014年5月,长江口崇明东滩北部开展大规模互花米草治理工程,本文基于地面三维激光扫描技术、植被点云数据滤除算法、沉积物取样以及室内粒度分析等手段,对比了工程前后潮滩地貌与沉积物特征。研究发现:（1）完工后研究区域靠海及南侧区域出现明显冲刷,北侧虽出现淤积,但整个区域平均冲刷幅度仍达4 cm;（2）工程前研究区域沉积物平均中值粒径为29 μm,工程完工后沉积物平均中值粒径则增大到38 μm;（3）工程完工后沉积物靠海及南侧区域明显粗化,北侧沉积物则变细。结果表明,围垦工程会造成邻近潮滩大幅冲刷以及表层沉积物粗化,但潮滩不同区域地貌和沉积物特征对工程的响应仍存在空间差异性。研究揭示尽管河口潮滩长期演变过程受流域来沙条件影响,但围垦工程等局部影响因素会短期内显著改变潮滩动力地貌过程。