55年来黄河下游逐日水沙过程变化及其对干流建库的响应

以55年来(1950-2004年)黄河下游花园口和利津水文站逐日水沙资料为依据,将黄河下游水沙变化分为5个阶段,分别与4个黄河干流水库的开始运作时间对应,分析和对比了花园口和利津两站5阶段逐日水沙记录和图谱特征和变化。结果显示黄河下游逐日水沙特征在干流水库的运作下发生显著的阶段性改变,至小浪底水库建成后发生了根本性变化,主要是洪峰和沙峰消失,传统汛期与非汛期季节划分趋于模糊,调水调沙短期内的输沙量占全年输沙量的2/3以上,下游由淤积变为冲刷、可能产生泥沙异重流的天数大幅度减少。下游河道有显著的削峰、滞洪和淤沙作用,花园口/利津站36月逐日水沙量差距分阶段快速加大,最大可达20倍,表明下游耗水增加并集中在春灌时段,是入海水量减少的主因之一。目前,水库联合调水调沙期间是河口异重流发育的最佳时段。55年来黄河下游逐日水沙过程的变化表明,黄河逐日水沙特征发生了受控于人类活动的根本性变化。     

黄河入海水沙通量年内变化规律分析

以黄河口利津水文站1950-2005年月均实测水沙资料为依据,采用随机水文学和数理统计方法对黄河入海水沙通量的年内变化规律进行了分析.结果显示:Fisher最优分割法检测出主汛期(7-10月)入海水沙出现1968年、1985年和1996年3个跳跃点,依据3个跳跃点可将汛期入海水沙过程分为4个阶段:即Ⅰ(1950-1968年),Ⅱ(1969-1985年),Ⅲ(1986-1996年),Ⅳ(1997-2005年),这一变化过程与全年入海水沙变化过程一致.4个阶段水沙年内下降过程经历了伏汛期减少→秋汛期减少→伏汛期减少3个主要过程,1-5月份水沙逐阶段下降;水沙年内分配不均匀性呈现不同程度的上升,水、沙集中程度变化过程不同步,水、沙集中期主要受不同年份伏汛和秋汛期水沙变化控制.汛期水沙占全年比例受大型水库利用方式影响不同时期呈上升或下降趋势.     

1950～2000年黄河入海水沙的逐日变化及其影响因素

对 195 0～ 2 0 0 0年的 5 1年黄河经利津水文站入海的逐日水沙实测资料进行统计分析 ,展示了黄河入海水沙的极端情况 ,如洪峰和沙峰等逐渐变少到消失的过程及逐日入海水沙量的变化规律 ,并对其影响因素进行了初步分析。结果显示 :在黄河年均入海水沙锐减的背景下 ,2 0世纪 90年代日均流量 <5 0 0m3 /s的天数增加到了是 2 0世纪 5 0年代的 3倍多 ;>2 0 0 0m3 /s的洪季流量由初期频发至 1997年消失 ;>40 0 0m3 /s的洪峰流量自 1989年以后消失 ;>60 0 0m3 /s的洪峰流量从 1986年就不再发生。 >5 0 0t/s的日均输沙率 (4 3 .2× 10 6t/d的沙峰 )都出现在 1989年以前 ;>70 0t/s的日均输沙率 (60 .5× 10 6t/d的沙峰 )出现在 1977年以前 ;含沙量 >80kg/m3 的历时和可能产生异重流的含沙量天数都逐步减少。进入 2 0世纪 90年代以来基本不存在大洪灾及由沙峰造成的河口河道快速堆积而使河流改道现象 ,引起这些变化的因素除降雨外主要为流域耗水量不断增加及大中型水库的建成运用等 ,黄河入海水沙的这种锐减及水沙峰的极端情况都会对河口演变和河口区的生态环境产生重要的影响。     

黄河下游营养盐浓度月际变化及其对水库泄洪事件的响应

根据2017年12月—2019年12月和2018年小浪底水库泄洪期间对黄河下游营养盐的月观测和日观测,系统的分析了黄河下游溶解态营养盐浓度、组成和通量变化。结果表明,除DON(溶解有机氮)、DSi(溶解态硅)和DIP(溶解无机磷)外,其他各溶解态营养盐浓度均呈丰水期低、枯水期高的特点。在观测期间,DSi/DIN(溶解态硅/溶解无机氮)比值月变化呈升高趋势,而DIN/DIP和DSi/DIP比值呈降低的趋势,可能与近年来黄河流域生态环境变化有关。水库泄洪期间DIN和DSi浓度升高,主要与水库下泄高浓度营养盐水体和大径流冲刷沿岸土壤导致营养盐释放进黄河水体有关;DIP和DOP(溶解有机磷)浓度降低,主要受到大径流稀释和悬浮颗粒物吸附作用的影响。水库泄洪期间DSi/DIP与DSi/DIN比值增加,而根据水体富营养化潜力指标(ICEP)显示,水库泄洪的年份P-ICEP和N-ICEP均高于非水库泄洪的年份数倍,进一步证明水库泄洪事件会加剧营养盐失衡,潜在影响黄河口及其邻近海域浮游植物群落结构。2018年水库水沙调控期间输送了全年各项营养盐入海通量的13%～25%,在全年营养盐输送通量中扮演重要的角...     

黄河清水沟流路水沙组合和河口三角洲发育的宏观特性

黄河清水沟流路1976～1995年期间入海水沙偏少,年际和年内变化丰枯交替,河口三角洲的冲淤变化与入海水沙大小密切相关;分析其剖面淤积形态、洲面淤积造陆情况和泥沙淤积的空间分布,表明河口三角洲发育存在着初期迅速增长、中期快速增长、后期平缓增长的宏观特性和规律,根据水沙变化与河口三角洲增长面积的定量关系以及对未来入海水沙的预估,认为清水沟流路河口三角洲的发育将继续维持平缓增长的态势.     

基于GEE和GIS的黄河三角洲面积多尺度时间序列分析

利用遥感大数据平台GEE(Google Earth Engine)和GIS(Geographic Information System)技术,结合1984—2018年水文和气象等资料,对黄河三角洲地区岸线变迁的时间序列变化进行趋势分析,并研究河口岸段面积与年输沙量、年径流量、黄河三角洲年降水量的关系。分析结果表明,1984—2018年黄河三角洲总面积呈先增长后逐渐减少的趋势,转折点发生在1998年;莱州湾岸段和人工岸段面积因固岸工程的建设基本维持稳定;刁口河岸段面积呈下降趋势,主要由于黄河改道后失去水沙补给,同时受到海水动力作用侵蚀显著;河口岸段面积受输沙量、径流量和降水量影响,存在"后效"影响,面积呈增长趋势,但随着水沙补给的减少增长速度逐渐变缓。总体来说,入海泥沙量、径流量和降水量是影响黄河三角洲面积的重要因素,但随着人工海岸的增多以及源头水沙量减少等因素,黄河三角洲面积受非自然因素的影响越来越大。     

黄河中游主要支流输沙量变化对黄河入海泥沙通量的影响

以60年来(1950-2009年)黄河中游7条主要支流(皇甫川、窟野河、无定河、延河、北洛河、泾河、渭河)及支流最终汇入黄河的控制水文站——潼关站逐年的水沙资料为依据,分析各支流年均径流量、输沙量的变化趋势,同时,对7支流、潼关、利津输沙量的年际变化过程研究,进一步探讨了中游泥沙减少对黄河入海泥沙通量变化的决定性作用。结果表明:黄河主要支流的年径流量和年输沙量均呈显著的减少,与20世纪50-60年代相比,7条支流总的输沙量由13.5亿t/a剧减至最近10年的3.4亿t/a,减幅达75%。黄河中游输沙量的急剧减少是降水减少,特别是黄土高原地区水土保持措施的实施(梯田、林地、草地、淤地坝等),以及退耕还林后植被覆盖度大幅度提高等因素共同作用的结果;黄河中游主要支流输沙量的急剧减少是黄河入海泥沙通量锐减的决定性因素,而20世纪80年代以来,下游引水、耗水的急剧增加以及水库调蓄(淤积)加剧了黄河入海泥沙通量的快速减少。     

黄河口及渤海中南部沉积特征变化及其环境动力分析

渤海中南部沉积类型及其分布受海底地形、水动力条件和物质来源影响 ,具有明显的分区多样性。而黄河巨大的输沙量进入渤海南部 ,其运移和扩散对这一地区沉积物的分布产生很大的影响。本文通过对不同时期底质情况的对比 ,说明研究区海底沉积的分布格局受到黄河河口不断向海延伸的影响在最近十几年中发生了很大的变化。而河口区的底质分布还受到最近几年黄河断流 ,水沙来量减少的深刻影响。     

近10年来长江河口北港上段河道水域水动力及含沙量变化特征

基于2011年12月和2012年6月洪、枯季大潮北港上段河道水域的现场水文观测资料,以及1999、2002、2003、2004、2005、2006、2007、2010年历史水文测验资料,分析潮流历时、流速、优势流和含沙量等水沙现状和变化特征,并探讨近年来该水域水沙变化的主要影响因素。结果表明:(1)目前北港上段河道水域落潮占主导优势;青草沙水库和长江大桥建成后,落潮优势明显增强,洪季大潮涨、落潮垂线平均含沙量减少,枯季大潮涨、落潮垂线平均含沙量增多;(2)流域径流量的季节性变化是造成北港上段河道水域垂线平均流速洪季大、枯季小的主要原因;大型工程的建设是该水域落潮优势增强的主要影响因素;北港上段河道水域含沙量变化可能与近岸工程建设、入海泥沙量减少等因素有关。     

近10年来长江河口北港上段河道水域水动力及含沙量变化特征（英文）

基于2011年12月和2012年6月洪、枯季大潮北港上段河道水域的现场水文观测资料,以及1999、2002、2003、2004、2005、2006、2007、2010年历史水文测验资料,分析潮流历时、流速、优势流和含沙量等水沙现状和变化特征,并探讨近年来该水域水沙变化的主要影响因素。结果表明:(1)目前北港上段河道水域落潮占主导优势;青草沙水库和长江大桥建成后,落潮优势明显增强,洪季大潮涨、落潮垂线平均含沙量减少,枯季大潮涨、落潮垂线平均含沙量增多;(2)流域径流量的季节性变化是造成北港上段河道水域垂线平均流速洪季大、枯季小的主要原因;大型工程的建设是该水域落潮优势增强的主要影响因素;北港上段河道水域含沙量变化可能与近岸工程建设、入海泥沙量减少等因素有关。     

黄河在调水调沙影响下的入海泥沙通量和粒度的变化趋势

基于1950-2013年的黄河水文泥沙资料,系统研究了黄河实施调水调沙以来入海泥沙在通量、粒度组成和时间分布上的变化特征,揭示了调水调沙影响下黄河入海泥沙的变化趋势。在2002年黄河实施调水调沙以来,6-11月平缓均衡的持续性高水沙量取代了调水调沙之前7-10月峰值尖瘦的汛期特征,汛期与非汛期差异减小,入海水沙通量的季节性特征显著改变。随着调水调沙的逐年实施,河床泥沙颗粒粗化,临界起动功率不断增大,而调水调沙期间的径流量峰值基本稳定,径流对下游河床冲刷效率不断降低,导致入海泥沙通量持续降低、泥沙颗粒变细。可以预见,黄河河口的淤积将会大大减缓,入海的泥沙将更多地沉积在远离河口的区域,维持河口三角洲叶瓣冲淤平衡的临界泥沙量将会加大。     

长江河口拦门沙河床淤积和泥沙再悬浮过程

利用近２０年来长江河口所观测的地形、水文、悬沙和河床沉积物资料,着重对１９８８、１９８９、１９９６和１９９７年最新观测资料进行计算分析。结果表明,长江河口航道拦门沙河段来水沙量大,潮流作用强,潮波变形明显,水流挟沙力强。该河段潮流速随时间和空间变化,又处在盐淡水交换地带,流域和海域来沙在此河率时淤时冲,悬沙与床沙交换频繁,表现在涨急、落急时可床淤积层泥沙再次起动悬浮,憩流时只河床,在一个潮周期中含     

黄河三角洲滨海湿地损失和退化的自然因素

黄河三角洲滨海湿地的损失和功能退化是对环境变化的响应,主要受自然因素控制。黄河入海水沙是形成滨海湿地的物质基础。自20世纪70年代以来黄河水沙减少,新生湿地的形成速率变小;波浪、潮汐、风暴潮、地面下沉和海平面上升等因素导致了滨海湿地的损失,湿地的面积呈减小趋势。由于淡水资源的短缺导致滨海湿地土壤严重的盐碱化和干旱灾害,限制了湿地植被的发育,湿地功能退化。黄河冲淡水的减弱甚至消失,导致滨海湿地海水的盐度升高,温度降低,物理环境平衡遭到破坏,生物多样性明显降低。     

鸭绿江西水道口悬沙动力特征

根据鸭绿江西水道口外两个站位大小潮实测悬沙数据,结合表层沉积物特征及潮流动力分析结果,从悬沙浓度、悬沙输沙量和悬沙粒级3个方面,分析了悬浮泥沙浓度大小潮时空变化特征及其与潮汐、潮流动力因素的关系,净输沙量特征及输沙方向、悬沙各粒级百分含量与涨落潮及泥沙沉积物之间的关系等内容。计算分析表明:影响悬沙动力特征的主要因素为空间位置、动力强弱及泥沙源;1#站位细粒沉积物丰富,潮流及输沙受口门地形控制,2#站位地形平坦,沉积物颗粒粗,泥沙源来自异地;悬沙浓度受潮流、潮汐动力影响呈规律性变化,输沙量受潮流动力、泥沙来源双重影响;两个站位悬沙粒级百分含量随涨落潮的峰值变化及与流速、流向、潮位的对应关系的不同,有效的指示了沉积物空间分布特征,反映了外部环境对悬沙的作用过程。     

不同来源水沙对黄河入海泥沙通量的影响

文中研究了黄河入海泥沙通量与流域上、中游不同来源区的水沙量之间的关系 ,并以年系列和洪水系列水文泥沙资料 ,建立了表达这一关系的经验统计模型。所建立的模型表明 ,来自不同来源区的泥沙 ,对于入海泥沙通量的影响是不同的。来自多沙细沙区的每 1t泥沙 ,输送入海的为 0 .85t(年系列 )和 0 .72t(洪水系列 ) ;而来自多沙粗沙区的每 1t泥沙 ,输送入海的仅为 0 .34t(年系列 )和 0 .2 1t(洪水系列 )。 70年代以来入海泥沙通量的减少 ,与多沙细沙区水土保持工作的开展有密切关系。将文中的模型与已建立的黄河流域水土保持减水、减沙模型相耦合 ,可以用来预测未来因人类活动和气候变化而使不同来源区的水沙进一步减少时 ,黄河入海泥沙通量的变化     

长江口叶绿素a年际变化及其对三峡大坝的响应

通过SeaWiFS和MODIS卫星数据获得1997—2012年长江口区域年均、月均叶绿素a浓度,结合长江入海水沙资料,研究长江口叶绿素a浓度变化与长江来水来沙的关系及对三峡建坝的响应。结果显示,研究区在年均与月均尺度上,长江口叶绿素a浓度与长江径流量均存在较好的线性关系（判定系数分别为0.72和0.89）,而与输沙关系较差,说明径流携带溶解态营养盐对浮游植物的贡献大于泥沙颗粒吸附的颗粒态营养盐贡献;三峡建坝后,研究区年均叶绿素a浓度出现下降趋势,月均叶绿素a浓度变化显示,原本的春、夏季峰值出现了一个月左右的滞后期,分析主要与建坝后较多枯水年份导致的春旱和三峡防洪前的排水以及夏季对洪峰的拦截有关;虽然蓄洪排枯增加了枯水月份径流量,但由于枯水月大多温度低、透光性差,不利于浮游植物生长,蓄洪排枯对枯水月份叶绿素影响不大,洪水季由于削峰导致叶绿素浓度较大坝建成前降低,因此,三峡大坝建成后研究区总体年际叶绿素a浓度呈降低趋势。     

厦门港和九龙江口区海水与沉积物中总β强度的测定

厦门位于东海之滨,是一个美丽的“海上花园”,也是一个很有发展前途的经济特区和旅游城市,因此对厦门环境的污染情况及其质量评价已引起人们的日益重视。由于大部分人工放射性同位素能放出β射线,所以通过对海洋环境样品中总β强度的测量就可以了解该海区的本底水平和是否受到放射性污染的情况。因此我们于1981年1—4月间测定了厦门港及九龙江口附近海域的海水和沉积物中总β强度。此外,还对厦门地区盛产的具有较大经济价值的水产品——牡蛎体内的总β强度进行了测定。     

黄河口海域沉积速率的研究

本文根据黄河口海域的特点,提出了一个新的模式描述沉积过程。将岩芯分成几个较大的部份,每一部份都代表一种沉积环境。在一种沉积环境中,输沙量虽有波动,但这种波动是有周期性的。在不同的周期中,可以认为。~(210)Pb的沉积通量是恒定的。计算不同层段之间的沉积时间可以采用公式: 由于输沙量的周期性变化,沉积物的含水量也往往呈现有规律的周期性变化。文中求出了各岩芯含水量W与。~(210)Pb含量之间的回归方程式,发现相关系数普遍较高。