淤泥质潮滩高程及冲淤变化遥感定量反演方法研究——以长江口崇明东滩为例

潮滩是淤泥质海岸最主要的地貌类型之一,淤泥质潮滩特征在很大程度上代表了所在海岸带的性质,查清其性质和分布对于合理开发潮滩资源和研究现代海岸带动态变化具有重要意义.本文以星载多源遥感技术为主要研究手段,结合常规调查资料和野外调查工作,以长江口崇明东滩为研究区,利用淤泥质潮滩水边线提取技术和潮位站实测水位高程进行潮滩地形反演,确定潮滩坡度及其淤积或侵蚀速度,为长江口潮滩资源合理开发利用和环境保护的长远规划提供重要的参考依据.     

长江口的台风浪及其对崇明东滩的冲淤作用

本文分析了多年的台风和波浪资料得到如下的结果:对崇明东滩有较大影响的台风路径主要有两类:即在浙江中部至长江口登陆的台风和在长江口外侧海域转向北上的台风;佘山岛海洋站百年一遇的最大波高为5.6m;台风期间偏北、东北、东南的强风向均能引起长江口较大的增水现象。 本文还以8310号台风为例,阐明了台风前后的冲淤变化及台风浪塑造的滩地地貌形态。指出东旺沙和北八效高潮滩冲淤甚微,中低潮滩冲刷严重,奚东沙高潮滩冲刷严重,中低潮滩呈微淤状态。波浪对东滩塑造的主要地貌形态有冲刷坑和浪蚀泥坎。     

长江口崇明东滩及相邻区域地形演化与驱动因素分析

河口大型滩涂演化关系到航运通畅、生态保护以及近岸工程的安全性,是地貌学和工程界关注的热点。利用单波束测深系统对长江口崇明东滩进行高精度监测,并结合近年来周围环境因素分析其冲淤格局。结果表明:(1) 2011-2017年间崇明东滩和北港北沙基本以淤积为主,北港北汊河槽中央局部形成-2 m心滩,-5 m等深线包络面积基本稳定,整体呈"长高不长大"的格局;(2)海洋来沙是其淤积的主要物源,汊道涨落潮时空分异而形成的两大环流是塑造此地形的主要原因;崇明东滩和北港北沙的淤积直接挤压北港北汊的发展,沙体淤积可能会引起未来两大沙体的并靠;(3)崇明东滩、北支南沿的滩涂整治工程是促进北支萎缩和崇明东滩淤积的重要因素,另外横沙通道落潮分流增加,青草沙围水工程改变了北港河槽的曲率,也有利于北港北沙的淤积。     

长江口横沙浅滩冲淤演变特征分析

横沙浅滩作为长江口前沿滩涂湿地的重要组成部分,是“上海市长远发展战略空间”的预留区,掌握其滩涂演变规律对该地区的资源保护及合理开发具有重要的参考价值。基于2005—2021年长江口实测水下地形数据,定量分析研究了横沙浅滩地形演变过程,及其对周边河口工程建设和水沙条件变化的响应。研究结果表明：横沙浅滩近年来整体呈现“长高长不大”的演化格局,中、东部区域明显淤高,沙体向海延伸与河口泥沙滞流点的向外海移动关系紧密。流域输沙量锐减是横沙浅滩滞涨的重要原因,滩面北沿和深水航道北侧冲刷明显,造成N23堤顶冲坑的扩大与滩面潮水沟的贯通。深水航道工程与横沙东滩促淤圈围工程的建设是潮水沟与N23堤顶冲坑迅速发育的主要原因。     

基于GIS的长江口北港冲淤演变规律的定量分析研究

本文以长江口北港为例,利用GIS及地图可视化技术,通过最小距离内插得到栅格水深图,并通过将不向时相的地形图进行叠加处理,得到河床冲淤演变图,在此基础上定量分析成形沙体的特征、河道容积变化和底沙输移路线及输移距离。使河床冲淤演变的研究定性、定量相结合,为分析河槽历史演变提供了可视化的环境。本研究表明地图可视化技术是定量研究底沙运动的一种有效手段。     

长江口崇明东滩潮沟地貌形态和演变

利用1994、2000和2009年的崇明东滩TM和ETM遥感图像和GIS技术确定潮沟的平面形态、量算了潮沟的长度和密度;在野外,利用RTK-GPS进行了典型潮沟的地形测量以确定潮沟的发育高程、宽度、深度、宽深比以及断面面积的纵向变化,并利用GIS技术建立了该潮沟的三维地貌模型.研究结果表明:(1)崇明东滩的潮沟主要发育...     

长江口崇明东滩现代地貌过程实地观测与分析

根据2002年4月至2003年4月对崇明东滩进行的实地观测,结合遥感影像等资料,可以看出崇明东滩夏季淤积大于冲刷,冬季冲刷大于淤积,季节性冲淤变化北部比中、南部更为显著。由于潮流等作用,潮沟系统由南向北呈现减少趋势,东滩中部发育最快,也是整个崇明岛向海延伸的方向。人类高强度的活动改变了潮滩的自然属性,使潮滩自然分布发生变化。     

长江口冲积岛岸滩剖面形态和冲淤规律

根据海岸带和海岛两次调查的实测资料和水下地形图,用动力地貌学方法对长江口三岛岸滩剖面的形态和冲淤变化进行研究。结果表明,分汊河口冲积岛岸滩有“江岸型”、“洲头型”和“潮滩型”三种基本类型;河槽变迁导致“岸滩发生数年周期的变化,岸滩的季节性变化受风、海面、潮差和含沙量等多种因子影响,台风和寒潮则引周期更短的“风暴旋回”,受植被保护的沼泽滩面的冲淤过程与光滩截然不同。     

长江口崇明东滩沉积物中生源硅的地球化学分布特征

对采集自长江口崇明东滩潮间带的沉积物柱状样进行了生源硅含量(BSi)测定。BSi的测定采用了7h的碱液连续提取法以校正样品中粘土矿物非生源硅的溶出对测定结果的影响。结果表明,与渤海和黄海沉积物类似,研究区域沉积物BSi含量也处在较低水平(<0.5Si%),沉积物中所含有的陆源粘土矿物也使SiO32?在间隙水中的浓度(<250μmol/L)远远低于纯BSi的溶解度。沉积物中含氮量以及N/BSi摩尔比等指标随深度呈现出降低的趋势,这反映了沉积物中的有机物在早期成岩过程中的降解,并且N比BSi降解得快。沉积物中δ15N值与含氮量、N/BSi摩尔比等指标都具有一定的正相关关系,显示在早期成岩过程中,与14N相比,15N更容易从有机物中释放出来。此外,在沉积物10—15cm深度处,发现含氮量、N/BSi比值等指标异常的变化,可能反映了修坝、台风等偶然事件对沉积过程的影响。     

长江口年代际冲淤演变趋势预测与应对策略

受流域来水来沙条件变化及河口大型工程建设的综合影响,长江口呈现新的冲淤格局,为预测未来演变趋势,本研究基于前期研究中建立的长江口年代际冲淤演变预测模型(Delft3D),未来情景考虑不同来沙量条件和相对海平面上升速率。预测结果表明,到2035年长江口整体以冲刷为主,口内河段主槽和浅滩边缘冲刷较明显,仅高滩局部淤积;到2050年口内河段保持净冲刷状态,拦门沙地区在现状来沙量条件下略有淤积,但在极端低来沙量条件下转变为净冲刷状态,海平面上升对拦门沙地区冲刷具有一定抵消作用,但不会使冲淤状态产生本质改变。本研究分析认为,长江口局部区域未来冲淤趋势可能对河口综合治理与保护产生不利影响,针对新格局条件下的滩槽河势稳定、重要洲滩保护、重大工程安全评估、冲刷致灾研判以及海堤防护标准再评估等方面提出了对策建议,可为新时期长江口综合治理与可持续发展提供参考。     

长江河口岸滩侵蚀演变模式

长江河口地区由于流域带来的泥沙沉降堆积,形成了巨大的长江三角洲平原和水下三角洲。近年来,由于水土保持和流域建水库使得入海泥沙迅速减少,造成长江河口区岸滩侵蚀态势逐渐加重。根据多年海图资料得到的岸滩剖面变化,长江河口区岸滩侵蚀的演变模式按岸滩侵蚀剖面形态特征分为平直型、宽陡型和尖陡型;按剖面的变化特征可分为平行后退型、下凹变上凸型和宽陡变尖陡型。     

GIS支持下长江口南支河道百年来的演变

利用长江口南支河道1900—2001年的5幅海图资料,在GIS的支持下,建立了百年来长江口南支河道的水下数字高程模型(DEM),在此基础上对其演变特征进行了计算和分析。结果表明:(1)1900—2001年间南支河道表现为微冲,不同时段的冲淤状况不同。(2)南支河道的冲淤演变主要表现为5个水道和4个成形沙体的冲淤变化,各水道的最大水深和成形沙体的总面积和总体积都呈不断增大趋势。(3)南支河道各主要断面以复式河槽为主,主槽位于南岸,且最大水深不断增大。位于南支河道入口处和出口处断面的变化比中段断面的变化剧烈。(4)南支河道的演变是自然演变和人工控制共同作用的结果。     

长江口海区理化环境对初级生产力的影响

本文主要根据1985年10月长江口水文、水化学和初级生产力的同步调查资料,探讨了海水透明度、温、盐度和营养盐与初级生产力的关系,表明透明度是近河口水域初级生产力的主要限制因素,对叶绿素α含量没有明显影响,营养盐浓度对叶绿素α含量的影响大于对初级生产力的影响,营养盐对初级生产力没有明显的限制作用;过高的氮磷比不利于浮游植物进行光合作用。     

长江口海域的第四纪断层与新构造活动

高分辨率多道地震调查表明,在长江口及其附近海域发现数条第四纪断层。他们有的切穿第四系底部,有的切入中更新统甚至晚更新统之中。结合对该区历史地震及近期地震资料的分析,这些第四纪断层可能与地震活动有着密切的联系,特别是其中切穿上更新统底部的F12(NE向)断层,与1996年11月9日的Ms6.1级地震震中及1505年10月19日Ms6 3/4级地震震中的距离都比较近。该断层与这两次地震的发生极有可能存在某种内在的联系。同时也说明该区域第四纪断层的出现不是一种孤立的现象,它是地壳新构造活动的反映。     

基于卫星遥感的长江口岸线演化分析

通过对1987、1993、1999、2006和2010年5个时相的Landsat卫星遥感数据分析,利用适合长江口岸线演变研究的遥感波段组合,获得了长江口南北两岸20多年来岸线演变的信息,结果表明,1987-2010年期间,研究区内岸线的总长度由526.7 km增长到579.7 km,高潮线以上陆地面积增加541.48 km2,其中,以海门市的南部海岸、崇明岛北岸和东岸、浦东新区的东部岸段以及长兴岛北部和横沙岛东部岸段变化最为明显,并且它们以不同的速度向海淤进。20多年来,造成岸线变化的原因有长江输沙、港口建设和围填海工程建设。今后应密切关注长江口岸线的变化,了解其变化规律,预测其未来变化的趋势。     

长江口外海域浅层气地震反射形态特征及分布

通过对长江口外海域浅层气地震反射特征的研究,发现该地区浅层气地震反射形态特征丰富,按不同形态特征分类如下:(1)按整体形态特征分为:幕状反射、柱状反射、气烟囱状反射;(2)按顶界面形态特征分为:不规则顶界面、较规则顶界面;(3)按侧面形态特征分为:侧面竖直、侧向突出;(4)按组合形态特征分为:垂向多层强反射、横向间断的浅层气反射、竖向变化的浅层气反射。总结了调查区内浅层气反射形态特征的分布规律,编制了长江口外海域浅层气分布图。讨论了浅层气反射区内部的强反射分布形态与浅层气空间运移路径的对应关系。     

从潮能通量变化看6000a以来长江口的迁移

引入潮能通量变化的概念,将河口区沉积动力环境、泥沙运移与能量变化联系起来,以东中国海三维高精度潮波模拟为基础,对长江口演变进行研究。模拟结果表明,全新世最大海侵以来,科氏力造成的潮能通量变化在长江口、杭州湾、舟山群岛及其外侧始终为负,减少的方向为西北;其负值区界于东经124°以西及北纬28°以北。说明科氏力的作用是使泥沙在长江和杭州湾口及其外侧邻近海域沉积,且沉积体向东南方向发育;在现代长江口外海区沉积动力环境条件下,长江口向东南迁移的范围不会越过东经124°、北纬28°这一界线。舟山群岛造成的潮能通量变化与科氏力的作用一致,但其作用量较小,仅为科氏力的1／50,影响范围也较局限。     

长江河口区边界层参数的观测与分析

2003年11月在长江口南槽用ADCP进行定点水文观测,结果表明研究区为不规则半日潮,在水流转向期流速较低时常出现悬沙浓度峰值。根据流速对数剖面分布模型与悬沙分布模型,分别计算了海底边界层参数,其中潮周期内摩阻流速可达0.15 m/s,粗糙长度为0.01~1.2 m,拖曳系数为10-3~10-4,边界层厚度为2~4 m,悬沙的沉降速率为0.2~6 mm/s。