1970-2019年黄浦江上游年最高潮位变化及驱动因子

黄浦江年最高潮位变化关系到上海市的防洪安全,本文基于米市渡站1970－2019年年最高潮位、太湖流域降水量等数据,研究了近50 年来黄浦江上游年最高潮位的变化趋势和变异特性、发生频率变化以及潮位变化的驱动因子。结果表明：年最高潮位在1970－2019年总体呈显著上升趋势,上升幅度为81 cm,年均上升1.62 cm。1995年之后出现跳跃式的波动上升,1996－2002年相对1995年之前较大幅度上升,2003－2011年相比1996－2002年出现较明显下降,之后又较大幅度上升。随着潮位升高,各频率对应的最高潮位均较大幅度增加,升高幅度均达0.9 m以上,五十年一遇、百年一遇、千年一遇高潮位分别由1970年条件下的3.77 m、3.81 m、3.94 m升高到2019年条件下的4.71 m、4.75 m、4.92 m。与此同时,相同潮位下的重现期急剧减小,高潮位发生频率大幅度增加。分析认为,年最高潮位升高受气候变化和人类活动的综合影响,1970－1995年主要受降水量变化等气候因素的影响,1996－2019年主要受水利工程、台风频率增加等因素的影响,尤其是太湖流域太浦河等工程的修建起重要作用。     

1970-2019年黄浦江上游年最高潮位变化及驱动因子

黄浦江年最高潮位变化关系到上海市的防洪安全。本文基于米市渡站1970-2019年年最高潮位及太湖流域降水量等数据,研究了近50年来黄浦江上游年最高潮位的变化趋势、变异特性、发生频率变化和潮位变化的驱动因子。结果表明：年最高潮位在1970-2019年总体呈显著上升趋势,上升幅度为81 cm,年均上升1.62 cm。1995年之后出现跳跃式的波动上升,1996-2002年相对1995年之前出现较大幅度上升,2003-2011年相比1996-2002年出现较明显下降,之后又较大幅度上升。随着潮位升高,各频率对应的最高潮位均大幅度增加,升高幅度均达0.9 m以上,五十年一遇、百年一遇、千年一遇高潮位分别由1970年条件下的3.77 m、3.81 m、3.94 m升高到2019年条件下的4.71 m、4.75 m、4.92 m。与此同时,相同潮位下的重现期急剧减小,高潮位发生频率大幅度增加。分析认为,黄浦江上游年最高潮位升高受气候变化和人类活动的综合影响,1970-1995年主要受降水量变化等气候因素的影响,1996-2019年主要受水利工程、台风频率增加等因素的影响,尤其是太湖流域太浦河等工程...     

变化环境下的钱塘江河口潮位特性及其影响因素

利用钱塘江河口沿程的闸口、七堡、仓前、盐官、澉浦和乍浦等7个潮位站的实测资料,分析了1953～2007年各站年最高潮位、年平均高潮位、年平均低潮位的不同变化特性,并对主要的影响因素进行了分析。线性拟合结果表明,自20世纪50年代以来,钱塘江河口沿程各潮位站年最高潮位抬升幅度达0.57～1.05m,其中七堡站年最高潮位抬升值最大;年最高潮位显著抬升的时间主要发生在20世纪90年代后,该时段年最高潮位抬升值占年最高潮位总抬升值的70.5%～92.6%,极值潮位出现频率显著增加。分析表明,1990年后钱塘江围垦面积仅占总围垦面积的21.6%,因此河口围垦不是造成年最高潮位抬升的唯一因素,而影响浙江的台风频次增多及围垦造成的潮波反射加剧是造成高潮位抬升的主要原因。钱塘江河口年平均高潮位的沿程变化出现趋势性的抬升现象,各站年平均高潮位抬高幅度接近,为0.43～0.49m,但不同潮位站因与围垦河段的相对位置不同,年平均高潮位抬升的历史过程存在明显差异。河口下游段的澉浦、乍浦站年平均高潮位呈现单一的抬升趋势,且与河口逐年累计围垦面积存在很好的相关关系(相关系数大于0.95);而河口上游段的闸口—盐官河段则以1970年为界,年平均高潮位明显有两次抬升过程,受围涂进程影响的机制比较复杂。钱塘江河口年平均低潮位多年来维持在一个相对稳定的水平上,但沿程年际间平均低潮位的变化却不相同。河口上游段的潮位站受径流丰枯及其引起的江道冲淤影响,年平均低潮位年代际呈现出波动的特性;澉浦以下的潮位站年平均低潮位受潮汐控制为主,年代际变化幅度甚微。钱塘江河口不同河段因受径流、潮流、治江围垦等因素的影响程度不同,其潮位特征值沿程的变化特点也不同,需要在河口工程设计、防洪减灾与河口治理等方面引起重视。     

深圳香港海域可能最高潮位和浪高计算分析

基于历史数据的分析,选择历史上强度最强的台风"荷贝"作为设计超强台风的强度,最不利路径的台风"雪莉"作为设计路径,作为深圳香港海域设计超强台风。采用海洋-陆架区-海岸三重嵌套网格建立的天文潮-风暴潮-台风浪耦合模型计算设计超强台风遭遇天文大潮的高潮位登陆时深圳香港海域的可能最高潮位和浪高。计算结果表明,大鹏湾北部和香港吐露港内,可能最高风暴潮位在3.00 m以上,浪高达到4.0～5.0 m;香港维多利亚港风暴潮位2.92 m,深圳香港水域东部南部在2.50 m以上,浪高3.0～5.0 m。可能最高风暴潮位比大鹏湾防潮警戒水位高1.62 m左右,比香港维多利亚港200年一遇的潮位高0.50 m。     

黄河口附近海域营养盐行为及年际变化分析

根据2004 年-2010 年5 月和8 月共13 个航次对黄河口附近海域24 个站位的海水化学调查资料,研究了该海域的 无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐等营养要素的行为及年际变化。结果表明,无机氮中硝酸盐浓度与盐度呈显著负相关;7 年间,无机氮浓度略有下降,磷酸盐和硅酸盐浓度呈波动趋势,2008年以前铵盐浓度上升趋势明显;由于无机氮浓度相对过 高造成该海域属于磷限制潜在性富营养状况。     

2009—2011年东海陆架海域网采浮游植物群落的季节变化

根据2009年7、8月(夏季)、12月到翌年1月(冬季)、2010年11月(秋季)和2011年4、5月(春季)共4个航次在东海陆架区进行的现场多学科综合调查,报道了4个季节在整个东海海域的浮游植物的空间分布及群落结构特征,并探讨了影响其分布格局的环境因子效应。结果表明,东海浮游植物群落主要由硅藻、甲藻组成。共检出浮游植物5门88属299种(含未定种)。调查区夏季细胞丰度达最高,平均为(8 659.572±28 937.27)cell/L,其次是秋、冬季,春季最低,分别为(4 413.726±12 534.573)cell/L、(421.773±647.532)cell/L和(218.479±265.897)cell/L。硅藻细胞丰度在夏、秋、冬3个季节占总平均丰度的95%以上,甲藻细胞丰度在春季最高,占总浮游植物细胞丰度的69%。调查海区浮游植物丰度高值区主要集中在长江口海域,并向外海呈递减趋势。不同群落间存在季节更替和演替现象。物种丰富度自春夏秋冬逐渐升高。香农指数(Shannon-Wiener index)和均匀度指数(Pielou index)分布较为一致,物种丰富度指数(Margalef index)呈现时空分布差异。Pearson相关分析结果表明:不同季节的物种间更迭与海区特定的物理化学参数显著相关。     

2011—2020年调水调沙前后黄河口海域浮游动物年间变化及影响因子

依据2011—2020年(2016年中断)黄河调水调沙工程实施前、后黄河口海域18个站位野外调查数据, 研究浮游动物种类组成和丰度变化及优势种更替, 以查明黄河口海域浮游动物的年间变动规律及调水调沙工程的影响。结果显示: 共记录浮游动物82种类(包括浮游幼体16类), 其中刺胞动物种类数最多, 共记录26种, 其次是桡足类出现23种。浮游动物种类组成的年间变化差异显著(P < 0.05), 2017年(未进行调水调沙)最低; 调水调沙前、后分别记录浮游动物69种和75种, 调水调沙前后种类数呈正相关(r=0.684, P=0.042); 调水调沙前后优势种更替率较高; 浮游动物丰度在2011—2015年较高, 2017—2020年相对较低, 调水调沙后浮游动物丰度年间变化达极显著水平(P < 0.01), 而调水调沙前后没有显著差异; 浮游动物丰度水平分布总体呈现从黄河口近岸到离岸递减趋势, 密集区位于黄河口北部近岸海域, 调水调沙后密集中心较调水调沙前向离岸海域略有推移。冗余分析表明, 对黄河口浮游动物年间变化影响较大的因子是叶绿素a浓度、溶解氧浓度和水温。研究表明: 2011—2020年调水调沙期间黄河口海域浮游动物丰度年间变动大于调水调沙前后变动, 调水调沙实施对浮游动物影响持续时间较短。     

1982—1999年珠江流域归一化植被指数与降水年际变化分析

利用1982—1999年月平均归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和降水资料,采用经验正交函数(EOF)方法分别研究了珠江流域的NDVI和降水在年和年际尺度上的异常关系,并分析了NDVI与降水及其他一些气象因子的相关关系。研究发现流域NDVI和降水在年内异常上具有较好的空间一致性,在时间上具有1—2个月的滞后;年际尺度上两者异常空间差异明显,流域东部(下游)异常为负相关,西部(上游)异常为正相关。NDVI和各气候因子的相关关系存在明显的空间和季节差异:流域东部NDVI和降水负相关明显,和温度及太阳短波辐射正相关明显;流域西部NDVI和降水滞后正相关明显,和温度相关不明显;NDVI在夏季和降水呈显著负相关,在春、秋季节滞后于降水,呈明显正相关,且滞后3个月正相关最为明显。     

台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化分析

利用1995~2013年间NCEP风场资料,分析研究了台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化特征,及其受ENSO事件的影响,结果表明:台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布存在明显季节变化,其分布期主要集中于每年10月至次年4月,夏季台湾海峡不存在风应力旋度偶极子的分布;风应力旋度偶极子的强度异常要滞后ENSO 1个月,当厄尔尼诺事件发生时,风应力旋度偶极子的分布强度较正常年份要弱,而当拉尼娜事件发生时,风应力旋度偶极子的分布强度较正常年份要强;风应力旋度偶极子的分布还存在准16.0个月和准45.3个月的显著年际变化周期,其变化同ENSO循环密切相关.     

2000—2017年东印度洋季风带海域温度锋时空特征变化分析

基于2000-2017年的MODIS-Terra气候态月平均海表温度数据检测了东印度洋季风带海域的温度锋,统计了各锋面每月发生的锋点数量、锋面平均强度及中心线长度,并基于2000—2017年逐年海表温度数据,研究了以恒河-雅鲁藏布江河口锋和爪哇岛锋为代表的典型温度锋面的年际变化。结果发现:在3、4月,东印度洋季风带海域的锋面最弱、数量最少;5-10月期间,5°~15°N及5°~15°S一带的温度锋出现并发展;12、1、2月最北部锋面发展并趋向成熟。研究区存在恒河-雅鲁藏布江河口锋、爪哇岛锋、Palk海峡锋、东锡兰锋及伊洛瓦底江河口锋5个温度锋,其中最北部的恒河-雅鲁藏布江河口锋全年存在,东北季风时期长度较长,强度较大,最南部的爪哇岛锋存在于4—11月,西南季风时期较强,长度和数量也处于较高水平,其余锋面主要发生于西南季风盛行时期,且强度、长度等变化相对较小。两个典型温度锋空间位置的年际变化均不大,恒河-雅鲁藏布江河口锋平均强度的年际变化较大,最大超过0.03℃/km,长度变化相对较小;爪哇岛锋平均强度的变化相对平稳,但锋点数量和中心线长度存在较大的年际变化。     

海南岛近岸海域鱼类群落结构研究

根据2006—2007年在海南岛近岸区进行了4个航次的底拖网调查资料,分析了海南岛近岸区的鱼类种类组成和群落特征。结果显示,海南岛近岸区鱼类丰富,共捕获283种,隶属于21目100科170属,暖水性种占83.4%,暖温性种类16.6%;与大西洋、印度洋和太平洋的共有种分别为12种、173种、283种,与黄渤海、东海、日本、菲律宾和印度尼西亚的共种分别为75种、217种、186种、131种和151种;相对资源量指数与相对资源密度指数的季节变化趋势相一致,最高值在夏季,最低值在冬季;优势种(IRI≥500)为发光鲷(Acropoma japonicum)、斑鳍天竺鱼(Apogonichthys carinatus)、黄斑鲾(Leiognathus bindus)、皮氏叫姑鱼(Johnius belengeri)、大头白姑鱼(Argyrosomus macrocephalus)、鯻(Therapon thraps)、棕斑腹刺魨(Gastrophysus spadiceus)和麦氏犀鳕(Bregmaceros macclellandi)。     

Three-Dimensional Tidal Model and Its Application to Numerical Simulation of Water Quality in Coastal Waters

- The turbulence mechanism plays an important part in the mixing process and momentum transfer of turbulence. A three-dimensional Prandtl mixing length tidal model has been developed to simulate tidal flows and water quality. The eddy viscosities and diffusivities are computed from the Prandtl mixing length model. In order to model the water quality of an estuary or coastal area many interdependent processes need to be simulated. These may be conveniently separated into three main groups: transport and mixing processes, biochemical interaction of water quality variables and the utilization and re-cycling of nutrients by living matter. The model simulates full oxygen and nutrient balance, primary productivity and the transport, reaction mechanism and fate of pollutants over tidal time-scales. The model is applied to numerical simulation of tidal flows and water quality in Dalian Bay. The model has been calibrated against a limited data set of historical water quality observations and in general demonstra     

广西北海涠洲岛海岸侵蚀特征

通过对2006-2013年布设在涠洲岛的15条岸滩剖面3次重复测量和数据对比分析,发现涠洲岛岸线整体遭受侵蚀.岸滩剖面长期变化特征表明,涠洲岛东部与西南部海岸侵蚀较为严重,西南部岸段年均下蚀可达0.18 m;正北部岸滩海岸侵蚀程度相对较轻,南湾段海岸整体变化较小,呈现弱侵蚀弱淤积变化.在短期强热带风暴影响下,冬季至夏季岸滩下蚀明显.     

河北曹妃甸沿海海平面变化分析

采用回归分析方法,对曹妃甸现有海平面数据与邻近的塘沽沿海相对应的海平面数据进行相关分析,用建立的回归方程及塘沽历史海平面时间序列,推算了曹妃甸历史海平面时间序列,进而分析了曹妃甸海平面变化特征,同时预测了曹妃甸未来海平面可能上升的高度。分析结果表明:曹妃甸沿海海平面1951—2013年呈长期波动上升趋势,变化年速率为3.2mm/a;1980—2013年上升加快,变化年速率为6.6mm/a,高于同期中国沿海海平面的上升速率;20世纪90年代至2013年上升更进一步加快,变化年速率为11.1mm/a。可为曹妃甸沿海城市规划、滨岸工程设计和防灾减灾提供参考。     

广东沿海角毛藻(Chaetoceros)的种类多样性及其地理分布

2006年7月—2007年11月对广东湛江、大亚湾和汕头海域角毛藻的种类多样性、优势种群构成、细胞丰度、地理分布及其季节动态进行了4个季节的调查分析。调查期间,在上述海域共发现角毛藻40种(含变种、变型、2个未知角毛藻种),其中扁面角毛藻(Chaetoceros compressus)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)、拟旋链角毛藻(Chaetoceros pseudocurvisetus)和窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)等为优势种,且均为赤潮种。湛江海域角毛藻细胞丰度夏季远高于其他3个季节,而种类数则以冬季为多。大亚湾和汕头海域角毛藻的种类数和细胞丰度则是春季最高,冬季最低。湛江、大亚湾和汕头海域角毛藻细胞丰度的年平均值分别为602.31×106个/m3、49.89×106个/m3和1 032.11×106个/m3。各海域细胞丰度的地理分布因季节而异。整体而言,大亚湾海域的角毛藻是种类数较多,而细胞丰度较低;而湛江和汕头海域的角毛藻则种类数较少,但是细胞丰度很高,表明其群落结构不稳定。     

Study on the Log-Linear Velocity Profile of Near-Bed Tidal Current in Estuarine and Coastal Waters

Many observed data show that the near-bed tidal velocity profile deviates from the usual logarithmic law. The amount of deviation may not be large, but it results in large errors when the logarithmic velocity profile is used to calculate the bed roughness height and friction velocity （or shear stress）. Based on their investigation, Kuo et al. （1996） indicate that the deviation amplitude may exceed 100%. On the basis of fluid dynamic principle, the profile of the near-bed tidal velocity in estuarine and coastal waters is established by introducing Prandtl＇ s mixing length theory and Von Kannan selfsimilarity theory. By the fitting and calculation of the near-bed velocity profde data observed in the west Solent, England, the results are compared with those of the usual logarithmic model, and it is shown that the present near-bed tidal velocity profile model has such advantages as higher fitting precision, and better inner consistency between the roughness height and friction velocity. The calculated roughness height and friction velocity are closer to reality. The conclusions are validated that the logarithmic model underestimates the roughness height and friction velocity during tidal acceleration and overestimates them during tidal deceleration.     

2009年葫芦岛附近海域鱼卵仔稚鱼种类组成与数量分布

2009年5、8、10和12月,利用浅水Ⅰ型浮游生物水平和垂直拖网对葫芦岛海域鱼卵、仔稚鱼种类组成与数量分布进行了4个季度的调查。调查结果表明:4个季度共采到鱼卵44粒,仔稚鱼79尾,共鉴定出13个种,隶属于6目10科11属,其中有2种舌鳎类的鱼卵未能鉴定到种。优势种为赤鼻棱鳀(Thrissa kammalensis)、沙氏下鱵鱼(Hyporhamphus sajo-ri)、绯(Callionymus beniteguri)。春季垂直拖网采集到5粒鱼卵、8尾仔稚鱼。鱼卵、仔稚鱼的出现频率分别为25%和33.33%,平均密度分别为24.272和38.835ind/100m3;夏季水平和垂直拖网分别采集31粒鱼卵、47尾仔稚鱼和5粒鱼卵、24尾仔稚鱼,鱼卵、仔稚鱼的出现频率分别为100%、66.67%和20%、73.33%,平均密度分别为4.463、6.767ind/100m2和17.934、86.083ind/100m3;秋季和冬季都仅在水平拖网采到鱼卵,出现频率分别为10%和25%,密度分别为0.259和0.324ind/100m2。分析结果表明:随着季节的变化,暖水种、暖温种、冷温种间出现交替。春、秋、冬季鱼卵、仔稚鱼群落Margalef丰富度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(J′)平均值均较低,且各值均低于夏季,说明夏季种类结构相对其余3季稳定,多样性指数高、种类组成复杂、种间分布较均匀。本研究结果与该海域1998年同期(5、8月)调查结果在数量分布上有明显差异,鱼卵、仔稚鱼的种类组成与数量分布发生了显著变化。     

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。     

福建东山岛东部滨海沙滩侵蚀状况与成因初探

通过历史图件对比和现场调查,查明东山岛东部滨海沙滩自1980年以来近20年的海岸侵蚀分布范围和速率,初步探讨了海岸侵蚀的原因,提出沙滩保护的对策和建议.     

日照近海金乌贼生物学的初步研究

为给金乌贼渔业的可持续发展提供依据,通过形态学观察及生物学测定,初步研究了山东日照岚山头近海金乌贼Sepia esculentaHoyle,1885的外部形态特征和生物学特性(胴长与体重组成、生长参数相关关系等),并结合相关资料,对其生活史进行了讨论。研究结果表明:金乌贼胴长(ML)与体重(TW)之间的关系为:TW幼体=6.0×10-4ML2.762 6,TW♀=6.0×10-4ML2.767 1,TW♂=12.0×10-4ML2.585 6;金乌贼为异速生长型,其生长迅速、个体生长差异较大;5~6月为金乌贼繁殖季节,成体交配产卵后死亡,属1年生头足类。