烟台西部近岸海域冬季悬浮泥沙浓度时空变化及其输运特征

基于2017年12月在烟台港近岸海域6个站位大、小潮期的海流和悬沙同步观测资料,分析了悬浮泥沙浓度的时空变化规律,利用悬浮泥沙通量机制分解方法计算了研究区的悬浮泥沙输运通量,并初步讨论了潮流作用下悬浮泥沙的输运机制。结果表明,研究区各站位悬浮泥沙含量大潮期大于小潮期;大潮期各站位悬浮泥沙浓度多出现2~4个峰值,小潮期各站位悬浮泥沙浓度变化较为复杂,其规律性较弱;悬浮泥沙变化一般滞后于流速变化1~2 h。从平面分布上来看,研究区大潮期各站位悬浮泥沙浓度差异较大,小潮期差异较小;垂向上,大小潮期各层位悬浮泥沙含量变化不大,层化现象较弱。研究区水体的平流输运项主导着这一区域的悬浮泥沙输运,垂向净环流项起辅助作用,其他输沙项的贡献很小,研究区悬浮泥沙净输运方向与余流方向大致一致。大潮期垂向净环流项对悬浮泥沙输运的贡献略大于小潮期,小潮期平流输运项对悬浮泥沙输运的贡献略大于大潮期,大小潮变化对研究区泥沙输运影响显著。     

庙岛海峡周边海域表层沉积物再悬浮及悬浮泥沙输运机制

根据实测水文泥沙资料,利用悬浮泥沙沉降公式、泥沙起动流速公式、再悬浮通量与沉降通量公式以及通量机制分解方法,分析了庙岛海峡周边海域的悬浮泥沙时空分布和变化特征,计算了再悬浮通量、沉降通量、单宽悬浮泥沙输运量,探讨了表层沉积物再悬浮和悬浮泥沙运移特征及动力机制。结果表明,悬浮泥沙浓度周期变化与潮流流速周期变化具有较好的相关性,底层悬沙浓度变化对高流速的响应比较明显,表层悬沙浓度变化对低流速响应比较明显;悬浮泥沙单颗粒沉降现象不明显,除庙岛海峡外其他海域较适合悬浮泥沙絮凝沉降,并以中、底层絮凝沉降为主,且表现出自表层至底层絮凝沉降作用逐渐加强趋势;表层沉积物再悬浮对近岸浅水区、庙岛群岛周边海域水体悬浮泥沙浓度的影响显著于其他海域;悬浮泥沙输运整体以平流输运为主,垂向净环流为辅,庙岛海峡南侧向黄海输沙、北侧向渤海输沙,二者同时进行,悬浮泥沙净输运主要由水道向两侧浅滩。     

夏季潮流作用下龙口湾海域悬浮泥沙时空变化特征及其输运机制

根据龙口湾海域海流、悬浮泥沙等实测资料,利用Morlet小波分析与单宽悬沙通量机制分解法,分析了研究区悬浮泥沙浓度时空分布特征和变化规律,并探讨了悬浮泥沙的输运机制。研究结果表明,平面分布上,研究区的悬浮泥沙分布呈现人工岛外悬沙浓度大于岛内水道海域的分布特征;垂向上,各站位平均含沙量由底层向表层逐层递减,特征明显。悬浮泥沙浓度在潮周期的变化较为复杂,各站位悬浮泥沙浓度在单日内一般出现2~4次峰值;悬浮泥沙浓度峰值往往滞后于流速峰值0.5~2 h;悬浮泥沙浓度在时间上的变化以12~16 h尺度为主要周期。研究区单宽输沙通量主要介于2.64~24.68 gs-1m-1;整体上呈现人工岛外海域悬沙通量高于人工岛内的平面分布格局。悬浮泥沙输运方向与潮致余流方向基本一致;受余流、地形、悬沙浓度等影响,各个输沙分项对输沙率的贡献相差较大,平流输运在悬沙输移中占绝对优势,其次为垂向净环流输沙。     

潮流作用下蓬莱近岸海域悬浮泥沙的时空分布及变化特征

水体中悬浮泥沙浓度的变化过程是泥沙运动的重要表现形式,客观反映了不同的水动力环境。根据蓬莱近岸海流、悬浮泥沙等实测资料,分析了研究区悬浮泥沙浓度时空分布特征和变化规律,并初步探讨了悬浮泥沙浓度变化对潮流的响应。研究结果表明,时间上,研究区平均含沙量落潮段大于涨潮段,大潮期大于小潮期;不同层位悬浮泥沙浓度随时间的周期性波动大潮期强于小潮期,悬浮泥沙浓度时间周期变化的9~16 h尺度在研究区具有全域性。空间上,研究区各层平均悬浮泥沙浓度由表层至底层递增,悬浮泥沙浓度垂向梯度变化大潮期群岛区最小,海峡区最大,小潮期西部区最小,东部区最大,悬浮泥沙浓度的垂向分布类型以指数型、斜线型为主;潮周期平均悬浮泥沙浓度群岛区最大,海峡区次之,西部区最小;悬浮泥沙浓度潮周期变化与该海域潮流流速周期变化具有较好的相关性,潮流流速超过40 cm/s时,发生明显的再悬浮现象。     

茂名海域水体表层悬浮泥沙浓度时空分布特征的遥感分析

利用Gorden关系式,从茂名海域的多时相卫星影像定量反演了表层悬浮泥沙浓度的时空分布特征。经近期该海域实测悬沙资料验证表明,茂名沿海水体表层悬浮泥沙浓度偏低,一般低于200 mg/L;表层悬浮泥沙浓度在空间尺度上由岸向海呈带状分布,并逐渐降低,其中-1 m以浅区悬沙浓度最高,一般可超过100 mg/L,-10 m以深区浓度最低,一般低于20 mg/L。此外,沿海水体表层悬沙浓度往往在冬季高于夏季,大风天气高于平常天气。     

长江口水体表层悬浮泥沙时空分布对环境演变的响应

基于1974-2009年15个时相的陆地卫星影像,采用Gordon模型在长江口地区开展了悬浮泥沙浓度反演研究。对反演结果的时空分布规律分析表明:近40 a来长江口悬浮泥沙浓度最大下降幅度达40%;悬浮泥沙浓度演化规律与长江口来沙量变化规律具有较好的相关性;曲线拐点与2003年的长江截流、2006年三峡水库蓄水等重大工程事件吻合良好。在忽略波浪、地形等影响因素的情况下,在长时间跨度范围内,遥感技术反演的长江口悬浮泥沙浓度对长江流域环境变迁与人类水利工程活动响应敏感,较好的揭示了环境的变迁。     

龙口近岸海域潮流作用下悬浮泥沙时空分布特征及输运机制

根据2015年1月与2017年5月两期大潮期27小时海流连续同步观测及悬浮泥沙资料,利用Morlet 小波分析与单宽悬沙通量机制分解法,结合潮流场特征,分析了龙口湾海域悬浮泥沙的时空分布特征,研究了潮流作用下的悬沙输运机制。结果表明,平面上,悬沙浓度在龙口湾内较低,湾口、湾外海域的的悬沙浓度相对较高;垂向上,研究区整体表现为悬沙浓度由底层向表层递减。潮周期尺度上,悬浮泥沙浓度峰值较流速峰值存在0.5～2 h的时间滞后;悬浮泥沙浓度在时间上的变化以12～16 h尺度为主要周期。季节尺度上,1月悬沙浓度远远大于5月。研究区内单宽输沙通量为1.21～239.77 g·s−1·m−1,整体上悬沙通量呈现出湾口最高、湾外开阔海域其次、湾内最低的分布格局。平流输运项（T1+T2）在悬沙输移中占绝对优势,潮致余流在悬沙输运起主要作用。季节上,1月份单宽输沙通量远远高于5月份,整体呈现出夏季落淤储沙而冬季再悬浮输沙的季节性输运特征。湾外海域悬浮泥沙大致向SW、S向输运,屺坶岛以北海域沿W、SW向屺坶岛头输运,进入湾内后,悬浮泥沙的输运沿人工岛北侧和西侧分为两支。研究区内,在海流、地形等的综合作用下,整体表现为由渤海向莱州湾的净输沙趋势。     

胶东半岛近海海域悬浮泥沙时空变化研究

利用2003-2009年春季的MODIS影像,基于修正的TASSAN模型反演了胶东半岛近岸海域的悬浮泥沙浓度,利用GIS空间分析工具分析了悬浮泥沙的空间变化特征。结果表明：从2003-2009年研究区内整体含沙量逐年递增;区域含沙量近岸高、外海低;半岛北部毗邻海域含沙量自西向东依次递减,南部海岸带地区无规律性变化。胶东半岛海岸带悬浮泥沙的时空变化特征同海岸线类型及用海类型有密切联系。     

黄河口悬浮泥沙时空动态及其驱动机制

受径流输沙、风浪、潮汐等影响,河口近岸海域悬浮泥沙具有显著的时空变化。本文基于小时分辨率的GOCI遥感影像,利用最优遥感反演算法,结合空间分析和统计方法,深入研究黄河口及邻近海域悬沙时空动态特征及驱动机制。结果表明,径流输沙对悬沙浓度的影响以河口近岸区为主,高径流输沙对悬沙浓度分布影响可达距岸约20 km,并向孤东近岸方向扩散。大风可引起清水沟老河口区泥沙强烈再悬浮,形成高浓度悬沙区。涨落潮对小时尺度的悬沙浓度影响显著,并影响悬沙的南北扩散。大潮悬沙浓度变化和扩散范围均大于小潮,潮流流速不同是造成该差异的主要原因。水深与悬沙浓度之间存在较明显的负相关关系,根据不同驱动因素的差异,悬沙浓度随着水深的增加呈现出指数型、幂函数型、线性3种关系。     

夏季庙岛群岛大型底栖动物群落特征

根据2022年8月大潮期间庙岛群岛岛屿的潮间带和潮下带大型底栖动物的调查结果,对其种类组成、数量分布、优势种、多样性以及群落结构特点进行了研究。结果表明:本次潮间带定量调查共鉴定大型底栖动物52种,其中甲壳动物最多(17种);定性调查共鉴定42种,软体动物最多(30种)。潮下带定量调查共鉴定大型底栖动物39种,低于潮间带定量调查,其中软体动物最多(26种)。潮间带大型底栖动物平均丰度为234个/m²,平均生物量为82.82g/m²。潮下带平均丰度为180.2个/m²,平均生物量为708.02g/m²。潮间带大型底栖动物多样性指数(H′)、丰富度指数(D)和均匀度指数(J′)平均值分别为1.187、1.723和0.540;潮下带H′、D和J′平均值均高于潮间带,分别为1.301、2.204和0.669。在本次潮间带定量调查中,大型底栖动物优势种为施氏玻璃钩虾(Hyaleschmidti)、平背蜞(Gaeticedepressus)、潮间海钩虾(Pontogeneialittorea)等。潮下带优势种与...     

悬浮泥沙浓度遥感反演模式研究

利用野外采集的悬沙样品配置不同粒径和浓度等级的悬沙水样,进行实验室光谱测量,分析悬沙水样的光谱特征及其反射率与粒径之间的关系。根据实验结果选取泥沙浓度和粒径的敏感波段,建立了敏感波段模型和主成分模型。结果表明,主成分分析法能大量获取多通道悬沙水体光谱反射率信息,模型的反演能力优于敏感波段模型。     

基于遥感反演的山东半岛东北部海域悬浮体时空变化规律探讨

基于2003—2018年中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)卫星遥感影像资料,结合2018年春季、夏季和冬季大面站悬浮体取样分析结果,构建了表层悬浮体浓度遥感反演模型;在此基础上,分析了山东半岛东北部海域年际和月份表层悬浮体浓度时空分布规律,探讨了表层悬浮体浓度变化的主控因素和水体结构季节变化及其对悬浮体分布输运的影响。结果表明:山东半岛东北部海域表层悬浮体总体呈近岸高远岸低的分布特征,东部成山头区域悬浮体浓度较高且向海扩散较远,西部威海湾及外侧海域悬浮体浓度较低且扩散范围小于东部。研究区悬浮体浓度季节性变化显著但对应季节年度变化较小,冬季悬浮体浓度达到最大,春秋季次之,夏季最低。研究区春季、秋季和冬季表层悬浮体浓度主要受控于北向风浪和潮流,而夏季悬浮体浓度主要受潮流控制。夏季,温跃层阻碍了悬浮体垂向扩散,导致表层悬浮体浓度极低;冬季,研究区东部成山头附近水平分布的弱温跃层虽然会在一定程度上抑制悬浮体的再悬浮,但再悬浮扩散仍是造成研究区高悬浮体浓度的主要因素。山东半岛东北部存在类似"夏储冬输"的特征...     

基于遥感光谱反射率反演黄河口海域Ⅱ类水体悬浮泥沙浓度模型

依据黄河口海域含沙水体野外实测光谱反射率为参考实验数据,结合水体表面光谱观测数据建立了经验回归模型,从而定量估测黄河口海域水体表层悬浮泥沙质量浓度,最终得出黄河口海域不同年份水体的悬浮泥沙质量浓度图,这对分析河口海岸带冲淤变化过程具有重要的意义。     

福宁湾海域夏季大潮期悬浮泥沙输运特征及控制因素

根据福宁湾夏季水文泥沙实测资料,分析了研究区悬浮泥沙浓度变化特征,研究了悬浮泥沙的输运机制,探讨了悬浮泥沙输运的控制因素。结果表明,平面上,悬浮泥沙浓度从湾内到湾外呈现递减的分布趋势;垂向上,各站位平均含沙量由底层向表层逐层递减。悬浮泥沙在湾内表现为向陆方向输运, 在湾口和湾外整体则向西南方向输运,平流输运在悬沙输运中占主导地位。正常天气下,研究区夏季的悬沙净输运方向与余流方向基本一致;西南强风天气下,研究区悬浮泥沙的浓度增大,其输运方向受风向控制指向东北向。闽浙沿岸流（夏季）活动较弱,对研究区悬浮泥沙的输运基本没有影响。     

莱州湾西南部海域悬浮泥沙浓度变化规律及输运机制

根据2015年6月莱州湾西南部海域5个站位大小潮25 h海流连续同步观测及悬浮泥沙取样资料,分析了研究区悬浮泥沙浓度的时空变化规律;结合通量机制分解法,研究了悬浮泥沙输运机制,并探讨了悬浮泥沙浓度变化的影响因素。结果表明,莱州湾西南部海域悬浮泥沙浓度整体具有由北向南逐渐减小、由表层向底层逐渐增加的趋势;底层悬浮泥沙浓度在涨、落急时段出现峰值;潮周期内悬浮泥沙输运表现出不对称性,并且平流输运在悬浮泥沙输运中起到主导作用;水动力是影响悬浮泥沙浓度变化的主要因素,悬浮泥沙浓度与流速变化基本呈正相关关系,但浓度峰大多滞后流速峰1~2 h。     

基于GF-4卫星反演的珠江口水体表层悬浮泥沙时空变化特征*

珠江口伶仃洋是中国重要的海湾之一, 其水体的悬浮泥沙质量浓度(suspended sediment concentration, SSC)在枯季受潮汐过程影响显著, 是研究潮汐对SSC变化影响的理想区域。高分四号卫星(GF-4)是我国第一颗超高时空分辨率地球同步轨道卫星, 可见光波段的空间分辨率为50m, 最大时间分辨率可达20s, 在研究一日之内的SSC变化特征方面具有独特的优势。文章利用过境珠江口伶仃洋的GF-4卫星L1A数据并结合2020年1月的航次数据, 反演得到该海域表层SSC数据, 分析得到了伶仃洋表层SSC在潮汐周期不同阶段的分布特征及变化规律。研究结果表明, 伶仃洋海域的SSC整体呈近岸高于远岸、西岸高于东岸的分布趋势。涨潮时, 共有4个高SSC分布区, 平均SSC呈降低趋势且悬沙有向湾内移动的趋势; 在停潮末—涨急—涨憩过程中, SSC先略微降低后显著降低。落潮时, 共有7个高SSC分布区, 平均SSC呈增长趋势且悬浮泥沙有向外海方向移动的趋势; 在平潮末—落急—落憩过程中, SSC先显著增大再变缓最后呈负增长趋势。SSC变化受水平方向上的挟沙作用、垂直方向上的再悬浮过程和地形的共同影响。     

庙岛群岛南部海域浮游生物群落特征初步分析

于2012~2013年4个航次对庙岛群岛南部海域进行了浮游生物调查。利用多元统计分析方法对浮游植物和浮游动物的群落特征进行了分析。调查结果显示,浮游植物共发现131种,硅藻为该海域主要浮游植物优势种;浮游动物共发现25种成体,13种幼体,桡足类为该海域主要浮游动物类群。对浮游植物和浮游动物的CLUSTER聚类结果表明,二者的群落结构季节间差异均较显著,秋季和冬季的浮游植物群落较相似,春季和冬季的浮游动物群落较相似。MDS标序结果表明,夏季的浮游植物群落间的差异较显著,而浮游动物群落则为秋季。浮游植物群落的季节变化为硅-甲藻群落(秋季)→硅藻群落(冬季)→硅藻群落(春季)→硅-甲藻群落(夏季);浮游动物群落的季节变化为毛颚动物群落(秋季)→毛颚动物-桡足类群落(冬季)→桡足类群落(春季)→浮游幼体-毛颚动物群落(夏季)。     

庙岛群岛北五岛生态系统净初级生产力与景观格局时空分布异质性研究

利用ArcGIS10.2、ENVI5.1、SPSS26等软件,本文基于经典CASA模型估算了2005年、2010年、2017年庙岛群岛北五岛的净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP),从季节、岛屿、景观类型、地形梯度等多种角度分析了NPP的时空分布异质性;进而分析了2005年、2010年、2017年北五岛的景观格局时空分布异质性;探讨了NPP与景观格局时空变化之间的关系及其原因。结果表明：庙岛群岛北五岛平均全年NPP总量为7 520.54 t/a(以碳计),平均密度为406.07 g/(m²·a) (以碳计);NPP分布呈明显的时空分异性;各景观类型平均面积由大到小依次为：针叶林、阔叶林、建设用地、草地、耕地;其NPP平均密度由大到小依次为：阔叶林、针叶林、耕地、草地、建设用地;各景观NPP平均密度随坡度和高差的增大先上升后出现平缓下降态势;坡向对林地NPP影响较大,半阴坡林地NPP平均密度最大;不同地形梯度的NPP年平均密度随时间推移总体呈下降态势;NPP高值出现在山林区域,低值主要在建设用地区域;由于自然地理条件、植物自身生长条件和人类活动强度等原因,NPP时空异质性分布受季节差异、景观格局时空异质性和地形因子影响显著。     

庙岛群岛浮游动物群落种类组成与时空分布

文章于2018年8月、10月和2019年2月、5月对庙岛群岛海域59个站位进行4个航次的水质及浮游动物调查,统计分析I型网采集浮游动物的群落结构、时空分布及与各环境因子的相关性。结果表明：庙岛群岛海域共鉴定出浮游动物93种,分属13大类,其中桡足类和浮游幼虫均为25种,共占比53.8%。各季节出现的优势种有一定差异,中华哲水蚤在四季当中均为优势种。全年大型浮游动物的丰度在3.0～2 720 ind/m³之间波动,平均值为122.41 ind/m³;生物量在0.25～3 106.75 mg/m³之间波动,平均值为172.15 mg/m³;多样性指数介于0.058～3.670之间,平均值为1.431;均匀度指数介于0.030～0.922之间,平均值为0.467;丰富度指数介于0.362～7.964之间,平均值为2.358。Pearson相关性分析及典范对应分析(CCA)结果显示,各环境因子中温度与盐度对浮游动物的分布影响尤为显著。     

基于神经网络的长江口深水航道海域悬浮泥沙浓度研究

航道治理和维护的核心问题为泥沙问题。在充分分析遥感和遥测数据的基础上,利用BP神经网络方法对长江口深水航道海域悬浮泥沙浓度进行了研究。当隐含层神经元个数为8时,预测效果最好,网络的RMSE仅为0.102,网络的拟合度达到0.899。预测的最大相对误差为28%,最小相对误差为6%,总的相对误差为21.5%。