河口咸潮入侵研究进展

<正>河口地区是海洋与河流的交汇地带,拥有丰富的海洋资源,交通便利,是人类生活、生产、贸易活动频繁的场所。沿海及河口地区居住着全球三分之二的人口,孕育了城市,且其中很多发展成为重要的经济、贸易、文化中心[1]。然而,长期以来,河口地区饱受咸潮灾害侵袭,包括荷兰、德国、意大利、美国、中国在内的很多国家,每年均因河口地区咸潮入侵遭受巨大损失[2]。近年来,人类对河口地区的改     

长江口咸潮入侵变化特征及成因分析

本文基于海洋站潮位观测数据、海平面变化影响调查信息以及长江口水文站径流量数据等,重点分析了2009−2018年长江口咸潮入侵的变化特征及其影响因素,分析结果表明：(1)长江口咸潮入侵季节变化特征明显。咸潮一般从每年的9−10月开始入侵,翌年4−5月结束。3月咸潮入侵次数最多,达12次。2009−2018年,长江口咸潮入侵次数和咸潮持续时间均呈下降趋势,2009年长江口咸潮入侵次数最多,达13次,时间均发生在10月至翌年的4月;咸潮持续时间年际变化较大,2011年咸潮入侵持续时间最长,累计为55 d。2015−2018年,咸潮入侵次数和入侵持续时间均明显减少,2018年没有监测到咸潮入侵过程。(2) 1−4月,长江口处于季节性低海平面期,且同期径流量少,但是受东亚季风影响,持续的增水过程使得增减水−径流量综合影响指数明显偏高,其中1月、2月、3月的影响指数分别为1.5、1.9和1.6,该时段长江口的咸潮入侵过程主要受增减水的影响。5−7月,长江口径流量明显增加,海平面−径流量综合影响指数均小于0,径流的作用强于海水上溯。8月,长江口径流量开始下降,虽然季节海平面较高,但是长江口呈现明显的减水过程,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数分别为0.1和−1.6,基本不会发生咸潮入侵。9月,长江口处于季节高海平面期,并且以增水为主,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数较大,分别为1.2和1.0,易发生咸潮入侵。10月、11月长江口海平面−径流量的综合影响指数分别为1.5和0.8,径流影响弱于海水上溯,易发生咸潮入侵。(3) 2009−2018年发生的48次咸潮入侵过程有2/3恰逢天文大潮。在某些年份长江口沿海基础海平面偏高,若持续增水恰逢天文大潮,则加剧咸潮入侵的影响程度。     

珠江河口咸潮期间浮游植物的群落特征

根据2007年底至2008年初珠江河口咸潮入侵期间大潮和小潮的两次调查资料, 对浮游植物的种类组成、种数和细胞密度的分布等群落特征进行了分析, 并探讨环境因素对浮游植物群落的影响。共鉴定浮游植物76种, 包括38种硅藻、18种绿藻、14种甲藻、4种蓝藻和2种裸藻。浮游植物种数分布有明显的空间变化, 一般从河口上段至下段种数减少; 大潮时浮游植物的种数低于小潮时, 并且各水层之间浮游植物种数分布不均匀。优势种以淡水硅藻为主, 如颗粒直链藻Melosira granulata、颗粒直链藻最窄变种 Melosira granulata v. angustissima、小环藻 Cyclotella sp.和海链藻Thalassiosira sp.等; 河口上段的站优势种突出, 密度分布不均匀, 均匀度值比较低。大潮和小潮期间浮游植物细胞密度的平均值分别为53.80×104个.L-1和62.21×104个.L-1, 变化范围为(1.48— 290.41)×104个-L-1和(1.52—283.62)×104个.L-1; 二者的平面分布趋势基本相同, 由河口上段至下段呈递减的格局; 硅藻类的细胞密度占明显优势。浮游植物的种类组成、种数和细胞密度的分布受盐度、营养盐等环境因子的影响, 并且具有明显的潮周期性。     

基于WebGIS的长江口咸潮入侵预报系统的设计及应用

长江河口的咸潮入侵灾害严重影响了当地居民生活和工农业生产,咸潮入侵的监测及预报尤为重要。基于ArcGISEngine,使用Fortran和C#联合编程,完成了咸潮入侵预报服务系统建设。该系统集成咸潮入侵数值预报和经验模型预报,实现了咸潮入侵实时监测数据发布及历史数据查询、数值预报产品及咸潮入侵过程动态展示、单点盐度查询、咸潮预报动态发布等功能,为相关业务部门的咸潮入侵预报及政府部门的决策提供科学依据。     

河口环流和盐水入侵Ⅱ--径流量和海平面上升的影响

本文利用本序列上篇论文建立的理想河口数值模式,研究径流量和海平面上升对河口环流和盐水入侵的影响.在径流量增大的情况下,口门内表层向海的流速增大,底层向陆的密度流减弱,滞流点下移.口门外侧向口门的密度流增大,上升流趋于增强.口门内盐水入侵减弱,口外盐度减小、冲淡水扩展范围增大.在口门上游北岸底层盐度下降明显,口门处南岸表层盐度下降明显.径流量变化对盐水入侵影响十分巨大.在海平面上升的情况下,拦门沙区域向陆的密度流增强,滞流点上移,表层向海的流动增大.口门内盐水入侵增强,口外盐度增大,冲淡水扩展范围减小.海平面上升对盐水入侵影响十分明显,北岸底层盐度增大尤为特出.     

中国主要入海河口咸潮入侵变化特征

长江口、钱塘江口和珠江口是受咸潮影响较为严重的区域。本文利用全国沿海海平面变化影响调查、沿海水文观测等数据,分析了近十年长江口、珠江口和钱塘江口咸潮入侵的变化特征及影响。分析结果表明:(1) 2009-2018年,长江口咸潮入侵次数和持续时间均呈减少趋势,该时段长江口共监测到约48次咸潮入侵过程,发生时间集中在9-10月至翌年5月,其中3月和11月入侵次数较多,分别为12次和7次。(2)钱塘江口咸潮入侵过程受沿海季节性海平面影响显著,12月至翌年3月为钱塘江口季节性低海平面期,4-7月上旬径流量较大,上述两个时期钱塘江口受咸潮入侵的影响均较小,7月下旬至11月上旬,钱塘江口处于季节性高海平面期,是咸潮影响的集中时段。(3) 2009-2018年,珠江口共监测到约57次咸潮入侵过程,发生时间集中在9-10月至翌年3-4月,其中1月、2月和10月咸潮入侵次数较多,均超过10次,2015年至今咸潮持续时间明显增加。(4)咸潮入侵次数和持续时间与基础海面和径流量等密切相关,咸潮入侵影响三大河口沿线水厂供水以及工农业生产取水,给沿岸城市的居民生活、工农业生产和渔业养殖等造成一定不利影响。     

九龙江河口平原晚第民硅藻及海平面变化初探

将福建九龙江河口平原ＺＫ５孔部面细分为４个藻段、２４个硅藻带,并结合其他钻孔的微体生物组合特征和年代测定结果等进行分析。研究表明,晚玉表明,晚玉木冰期本区海面升降频繁,但大多处于河口港湾环境,这主要是构造沉降降所造成的;其间出现３次低海面,均为河流沉积环境。全新世冰后期海水大规模入侵,鼎盛期本区相对海面高出现代海面达５￣１０ｍ。     

径流量和海平面变化对河口最大浑浊带的影响

应用改进的ECOM模式,耦合泥沙输运方程,研究径流量和海平面变化对河口最大浑浊带的影响.河口最大浑浊带位于滞流点处,底层上下游余流均向该处输运泥沙,造成该处泥沙汇合,而由流场辐合产生的上升流又使该处的泥沙不易落淤.由于盐水入侵带来的高盐水位于北岸的底层,其斜压效应使底层的横向环流由北向南流动,把底层高浓度的泥沙向南岸平流,使得最大浑浊带位于南岸.研究河口最大浑浊带现象必须使用三维泥沙输运模式.在径流量增大的情况下,与控制试验相比底层向陆的密度流减弱,滞流点下移,导致最大浑浊带也下移;因上游来沙量增加,在最大浑浊带中心和河口拦门沙处悬浮泥沙浓度趋于增加.在径流量减少的情况下,最大浑浊带的变化趋势与径流量增大情况的结果相反.在海平面上升的情况下,拦门沙区域底层向陆的密度流趋于增强,滞流点上移,最大浑浊带也相应向上游移动;最大浑浊带中心处泥沙浓度趋于增大,但口门拦门沙处泥沙浓度趋于减小.径流量和海平面变化对最大浑浊带影响明显.     

九龙江河口平原晚第四纪硅藻及海平面变化初探

将福建九龙江河口平原ＺＫ５孔剖面细分为４个硅藻段、２４个硅藻带,并结合其他钻孔的微体生物组合特权和年代测定结果等进行分析。研究表明,晚玉木冰期本区海面升降频繁,但大多处于河口港湾环境,这主要是构造沉降所造成的;其间出现３次低海面,均为河流沉积环境。全新世冰后期海水大规模入侵,鼎盛期本区相对海面高出现代海面达５－１０ｍ。     

海平面上升、强台风和风暴潮对厦门海域极值水位的影响及危险性预估

气候变化背景下海平面上升、强台风和风暴潮对我国东南沿海地区的洪涝灾害影响日益严重,为应对气候变化的影响,本文以位于我国东南沿海的厦门地区为例,应用多种海洋大气观测资料和数理统计及模拟方法,分析了历史上9914号和1614号两次台风对厦门海域极端海面高度(极值水位)的影响,预估了未来海平面上升情景下厦门海域极值水位的变化及其危险性。结果表明：(1) 9914号台风期间,天文大潮、风暴增水和强降水的同时出现造成了厦门沿海地区超警戒极值水位(732 cm)的出现;(2) 风(向岸强风)、雨(强降水)、浪(巨浪)、潮(高潮位)、流(急流)等多致灾因子的共同作用是厦门沿海地区发生严重灾情的重要原因;(3) 在温室气体中等和高排放(RCP4.5和RCP8.5)情景下,到2050年(2100年),当前百年一遇的极值水位将分别变为30年(2年)一遇(RCP4.5)和25年(低于1年)一遇(RCP8.5)的频繁极端事件。这表明未来厦门沿海极值水位的危险性将显著上升,应采取充分的适应措施降低洪涝灾害风险。     

A1B气候情景下海平面变化对东中国海风暴潮的影响

用三维水动力模型Ecomsed,在第四次IPCC评估报告SRES A1B气候情景下,分析21世纪海平面变化对东中国海风暴潮及沿岸脆弱性的影响。在A1B气候情景海平面变化影响下,对17个台风个例进行模拟。结果表明:受海平面变化影响风暴潮增减水出现大概10 cm的变化,风暴潮增水提前,风暴潮增水时段延长;台风强度越大,海平面变化对风暴潮增水强度的影响越明显。海平面变化对海岸带脆弱性具有很大影响,苏北浅滩及环渤海海岸带脆弱性将增强,校核水位在东中国海将会增大。     

极端干旱条件下珠江口东江三角洲咸潮上溯响应规律研究

2021年珠江东江流域遭遇1956年以来最严重干旱,上游控制断面博罗站年均径流较多年平均减少了64.5%。在此极端干旱条件下,2021－2022年枯水期珠江口东江三角洲遭遇了有记录以来的最强咸潮上溯,严重威胁到区域供水安全。本文基于2009－2022年东江三角洲各水厂含氯度数据,利用交叉小波和小波相干分析识别了咸潮上溯与径流、潮汐、外海含氯度及海平面波动等影响因素间的相位关系与共变周期,揭示了极端干旱条件下东江三角洲咸潮上溯的主控因素及含氯度峰值交替变化的原因。研究发现,2021－2022年枯水期东江三角洲咸潮上溯主要影响因素为潮汐与伶仃洋湾内含氯度,其次为外海海平面波动,三种因素对东江三角洲咸潮上溯影响的时间尺度相互交织。5~9 d的周期变化主要受外海海平面波动影响;14.8 d的变化周期主要由大小潮及伶仃洋湾内含氯度控制;28~32 d的周期变化主要影响因素为伶仃洋湾内含氯度。东江三角洲含氯度峰值交替变化的原因主要为伶仃洋湾内含氯度与潮汐间存在相位差 （相关系数r=0.73,显著性水平P<0.01）,并叠加外海海平面波动上升的影响（r=0.31,P<0.01）。本文可为东江三角洲咸潮预报及流域调度提供一定借鉴。     

中国沿海增减水的变化特征及与海平面变化的关系

本文通过对中国沿海25个观测站水位资料的分析,初步探讨了中国沿海1980-2012年增减水的变化特征及与海平面变化的关系。结果表明:（1）中国沿海增减水的季节变化特征明显,相邻站由于受到的气象状况相同,其沿海增减水变化的过程相近,但是变化幅度存在较大差异。从空间分布看,沿海增减水的变化幅度呈现中间大南北小的区域特征,自长江口至广东沿海,增减水的年变化幅度最大,年变幅平均为5.0~7.5 cm;南海周边及北部湾沿海,增减水的年变化幅度次之,年变幅平均为4.0~5.5 cm;自渤海至黄海沿海,增减水的年变化幅度较小,年变幅平均为3.3~3.5 cm。（2）从时间变化看,1980-2012年中国沿海年平均增减水长期基本没有趋势性变化,但明显存在2至5年的周期性变化信号,该信号的震荡幅度为0.1 cm。经过高频滤波后,对沿海月平均增减水序列与Niño3.4指数进行相关性分析,相关系数为-0.5,该相关系数通过了显著性检验,说明中国沿海的增减水变化与ENSO事件呈现负相关关系。（3）中国沿海增减水的长期变化及空间分布特征均与海平面变化不同。1980-2012年,中国沿海海平面的上升速率为2.9 mm/a,而增减水长期基本无趋势性变化;另外,其季节变化与海平面的季节变化从时间和区域上均不存在一致性。（4）但是,短期海平面的变化与增减水有关,并且增减水对短期海平面的贡献根据其具体情况而定,增水幅度大且持续时间长的过程对短期海平面有抬升作用,其贡献率最大可达65%;反之,减水幅度大且持续时间长的过程则对短期海平面有降低的作用。     

Anomalous change of the Antarctic sea ice and global sea level change

ＡｎｏｍａｌｏｕｓｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅＡｎｔａｒｃｔｉｃｓｅａｉｃｅａｎｄｇｌｏｂａｌｓｅａｌｅｖｅｌｃｈａｎｇｅ￥ＸｉｅＳｉｍｅｉ;ＺｏｕＢｉｎｇ;ＷａｎｇＹｉａｎｄＢａｏＣｈｅｎｇｌａｎ（１．ＮａｔｉｏｎａｌＭａｒｉｎｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＦ...     

Chronology of the sedimentary processes during the postglacial sea level rise in two estuaries of the Algarve coast,Southern Portugal

Four profiles of estuarine sediments obtained from boreholes drilled in the Algarve, Southern Portugal were studied in order to reconstruct the process of sediment accumulation driven by the postglacial sea level rise. In addition to the sedimentological analysis, the Foraminifera Index of Marine Influence (FIMI) permitted assessment of the nature and organization of sedimentary facies in the Beliche–Guadiana and Gilão–Almargem estuaries. The Beliche–Guadiana CM5 and Almargem G2 profiles accumulated in a sheltered environment, with the former presenting an almost continuous record of the sea level rise since ca 13?000 cal yr BP. The G1 and G3 profiles from the Gilão–Almargem area represent a more discontinuous record of the last 8000 years, which accumulated in the more dynamic environment of an outer estuary. The integration of all radiocarbon ages of dated levels, led to an estimate of sediment accumulation rates. Assuming a constant position of the sediment surface with respect to the tidal range and a negligible compaction of sediment, the sea level rose at the rate of 7 mm yr⁻¹ in the period from 13?000 to 7500 cal yr BP. This process slowed down to ca 0.9 mm yr⁻¹ from 7500 cal yr BP until the present. The marked historical change in the rate of sediment accumulation in these estuaries also occurred with the accumulation of organic matter and is, therefore, important data for global biogeochemical models of carbon. The main obstacle to obtain higher temporal resolution of the sedimentary processes was the intense anaerobic respiration of organic matter via sulphate reduction, which did not allow any accumulation of peat and, furthermore, led to erasure of the palaeontological record by acid formed from the subsequent oxidation of sulphides.     

日本广岛湾非潮汐的水位变化

Nontidal sea level changes generated in Hiroshima Bay of the Seto-Inland Sea in Japan are studied over various time scales, from the sub-tidal （2 d to 1 month） to inter-annual scales （〉2 years）. The total sea level variation produces a standard deviation （STD） of 12.5 cm. The inter-annual component of the sea level variation in Hiroshima Bay oscillates with a STD of 3.4 cm, forming a long-term trend of 4.9 mm/a. The STD of the sea level variation is 9.8 cm for the seasonal component （8 months to 2 years） and 4.7 cm for the intra-seasonal one （1 month to 8 months）. Significant sea level variations with a STD of 4.2 cm also occur in the sub-tidal range. Special attention is paid to the sub-tidal sea level changes. It is found that the upwelling and associated transient sea level changes generated along the north coast of Hiroshima Bay （opened southward） by the strong northerly wind, play a significant role in sub-tidal sea level changes. The transient sea level changes are over 10 cm in most cases when caused by typhoons that pass through the Pacific Ocean offthe Kii Peninsula, located at about 400 km east of Hiroshima Bay. Reasonable sea level changes are evaluated by the balance of pressure forces at the onshore and offshore boundary of the study domain.