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。     

气候变化和人类活动对黄河中游输沙量影响的甄别

根据黄河流域1951-2011年间的主要水文站实测降雨量、径流量和输沙量的月际和年际序列资料,采用水文法和对比分析法,发现在4个阶段(1951-1968、1969-1986、1987-1999、2000-2011年)内汛期5-9月份的产沙率变化为80.97%、78.04%、89.31%、97.42%。建立了基准期的汛期"降雨量-输沙量"关系统计模型,据此估算人类活动对其输沙量的减少贡献快速上升,2000-2011年期间基本上完全受人类活动(小浪底水库调蓄)控制,气候变化(主要为降雨)的影响已不足3%。研究结果表明,过去的61年来黄河河流系统发生重大调整,河流输沙量的变化由过去的气候因素控制快速转变为人类活动控制,导致黄河入海泥沙通量在快速减少,对黄河三角洲的冲淤演变产生了根本性的影响。     

近50年来长江入海径流量对太平洋年代际震荡变化的响应

太平洋年代际震荡(Pacific Decadal Oscillation)是类似于ENS0型的具有年代际时间尺度变化的太平洋气候变率.PDO既对长期的气候变化趋势产生扰动,又会对年际变化事件(如ENSO)产生重要影响,可使ENSO事件的频率和强度改变,以致影响到ENSO和季风的关系.通过对百年来的PDO数据进行HHT分...     

近50年来黄河入海径流量变化的初步分析

以黄河口利津水文站1950-2002年的实测径流资料为依据,采用数理统计学、随机水文学和小波分析相结合的方法,对黄河入海径流量的变异特性进行了初步分析.研究结果表明:近50年来,黄河入海年径流量、汛期径流量、基流和年最大流量都存在显著的下降趋势;利用有序聚类分析法检测出1985年、1968年和1996年三个跳跃点,入海径流量分别在三个跳跃点处出现阶段性变化,引起这些变化的原因有气候的因素,但人类活动的影响在其中起了决定性作用.小波分析的结果显示,入海径流量存在3～5年、6～8年和10～15年左右的变化周期,但在不同时段,周期尺度有所不同.     

浙闽沿岸泥质区沉积物粒度组分对长江入海输沙量减少的响应

自1950年以来,长江入海输沙量呈阶段性减少趋势;作为长江远端泥,长江入海输沙量的“减沙”效应在浙闽沿岸泥质区是否有相应的沉积信号？若有,该如何进行提取和解译？为探讨以上问题,在浙闽沿岸泥质区采集柱状样5根,进行了高分辨率(2 mm)的粒度测试,并通过端元分析手段分离出4个端元。结合研究区物源及水动力的空间差异,发现各端元有其特定的指示意义：EM1组分(众数粒径约为2 μm)为长江来源的极细粒物质;EM2组分(众数粒径约为10 μm)主要为长江及浙闽沿岸中小河流的细颗粒物质,但以长江为主;EM3组分(众数粒径约为80 μm)主要为台湾暖流带来的较粗粒物质;EM4组分(众数粒径约为200 μm)为长江输运的粗颗粒物质。进一步分析发现,EM1组分对长江入海输沙量的阶段性减少有较好的响应关系：由浙闽泥质区北部至南部响应强度依次降低;在响应时间上存在滞后现象,且从北到南滞后时间增加,由北部的4～6年增加至南部的10～14年。总体来看,细颗粒组分更能反映长江流域变化信息,且泥质区的不同位置对流域变化信息的响应强度差异显著。     

中国主要河流的输沙量及其影响因素

本文选择了中国 4 0余条重要河流 ,并对这些河流多年来平均输沙量及其环境因素资料进行分析 ,发现黄河及其支流的输沙量很大 ,这主要是由于流域干燥的气候、松散的黄土层以及人类开垦活动加剧等原因造成的。对中国河流输沙量影响较大的因素是河流的径流量、干旱指数、最高海拔和人为活动。而流域年均降雨量、年均气温、相对高差、森林覆盖率等的影响则不明显。与世界主要流域输沙量的影响因子相比 ,中国主要河流输沙量受到人类活动和干旱指数的影响较为显著。在相关数据分析的基础上 ,提出了中国主要河流产沙量的估算模式 ,即 log Ds=0 .185 2 log H+0 .3989log R+0 .0 80 3log Q+0 .16 39log Cult+3.0 6 89,模式得到了较好的验证 ,但有待进一步完善。     

近70年珠江水沙变化特征及人类活动影响因素分析

收集1954—2019年珠江流域的3个主要水文站:高要站(西江)、石角站(北江)和博罗站(东江)的径流量与输沙量资料,运用Mann-Kendall非参数检验法和累积距平法,分析了珠江流域水沙近70年来的年际变化特征。结果表明,1954—2019年珠江年径流量变化趋势不明显,年输沙量呈下降趋势,高要站与博罗站年输沙量分别于2003年和1991年发生突变,多年平均输沙量较突变前分别减少了71.30%和48.88%,石角站未发生明显突变。2000—2019年珠江流域归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)整体呈上升趋势,植被覆盖改善区域占流域总面积的89.27%,但NDVI与水沙变化的相关性不显著。运用双累积曲线法对不同时期人类活动对珠江输沙量的影响进行分析,20世纪80年代以来,森林砍伐、水库建设、水土保持等人类活动对输沙量造成显著影响,2000年以后龙滩水库建设是西江输沙量下降的主要原因,植被改善对于珠江流域输沙量的影响不明显。     

最近60年来气候变化和人类活动对山地河流入海径流、泥沙的影响——以胶东半岛南部五龙河为例

采用Mann-Kendall非参数检验法、累积距平法、有序聚类分析法及线性回归等数学方法,以胶东半岛五龙河流域为例,对最近60年来气候变化和人类活动对山地河流入海径流、泥沙的影响进行了研究。结果表明,20世纪50年代以来五龙河入海径流、泥沙量均呈现出显著的阶段性逐级减少趋势。最近60年来,五龙河年径流量和输沙量主要集中在6—9月;主要受年降水量变化影响,年径流量从1980年开始显著减少,并在1966年出现较大波动;受年降水和径流变化影响,年输沙量也分别在1966和1980年呈减少突变;总体来看,年输沙量减少的趋势性要强于径流量。除气候变化影响外,1966年以来流域内大面积坡耕地改梯田和园地、林地建设等人类活动,也是造成河流径流、泥沙减少的重要原因。整体而言,最近60年来,气候变化和人类活动因素对五龙河入海水沙总量减少的贡献率分别为70%—80%和20%—30%。     

长江和长江口高含量无机氮的主要控制因素

根据1998－1998年长江和长江口河水和雨水的现场调查、历史资料以及相关文献，定量分析长江流域无机氮的主要来源和输送调查。估算表明，降水无机氮、农业非点源氮（化肥和土壤流失的氮）和点源污水氮的输入分别占长江口无机氮输出通量的62．3％、18．5％和14．4％。氮的降水输入是长江口高含量无机氮的主要来源，进入长江的降水氮仅仅大约占长江流域全部降水氮的36．8％。降水米要受控于化肥气态损失、化石燃料及动植物过程中释放的物质等。实际上，化肥N的气态损失和农业非点源流失大约占长江流域年化肥N使用量的60％，这是控制长江口高含量无机氮的关键因素。     

近40年来山东半岛月湖景观格局演变

在月湖地区景观类型划分的基础上,运用3S技术对最近40年来山东半岛月湖景观格局演变进行研究。结果表明,最近40年来月湖地区人工景观类型和面积迅速增加,自然景观在向人工景观大量演化后于近期又有所恢复。不仅如此,区域景观格局发生了显著变化,主要表现为景观破碎化程度显著提高,景观结构更加复杂,水面和滩涂作为优势类型在景观中的连通性减弱等。人类的直接开发利用是月湖景观格局变化的主要原因,但是,在相同的人类活动作用下,自然景观内部不同子系统的响应呈现出显著的时间不同步现象。     

鸭绿江河口地区沉积物特征及悬沙输送

根据鸭绿江河口区4个站位的潮周期测量数据和3个柱状样的粒度数据，对悬沙的输送规律以及口门地区最大浑浊带的形成机制、悬沙输送方向以及物质来源和动力条件进行了分析。计算分析表明，鸭绿江是一条落潮流占优势的河流，平均流作用、斯托克斯漂移效应以及水深与悬沙浓度的潮变化引起的悬沙输送是其河口区最主要的悬沙输送机制。3个柱状样粒度参数自东向西的变化反映了鸭绿江辽口西侧沿岸地区动力条件和沉积环境的变化：沉积物的平均粒径变小，分选变差，并且更正偏，物源的多元化特征逐渐增强。物源和河口区沿岸沉积动力环境的差异以及潮相的周期变化使3个柱状样中的环境敏感粒度组分对应着不同的粒径分布区间。     

长江口外海域1998年夏季悬沙浓度特征

１９９８年６－８月长江流域经历了一次特大洪水,在洪水期间,以１０ｍｇＬ＾－１的悬沙浓度为标志,长江悬沙的影响范围可达１２３°Ｅ,在１２２°１５Ｅ附近,悬沙浓度显示出成层现象,底层浓度约为表层浓度的３倍,这一现象主要与物质沉积过程有关。在１２６°Ｅ－１２７°Ｗ之间悬沙浓度最低,代表黑潮水的特征。在调查期间,长江悬沙擅长 用的范围比冬季枯水季节有相当程度的扩大,但向ＮＥ方向扩散的趋势并不是明显。在陆架     

近岸流系与长江入海悬浮泥沙输移扩散

通过两年较完整的序列 NOAA/AVHRR 数据和实测含沙量资料,利用考虑近岸Ⅱ类水体大气校正的泥沙定量反演算法,获得了较高精度的河口高浓度泥沙遥感反演模式;利用泥沙浓度分级图和反映流系特征的温度图象,系统分析了长江口悬浮泥沙扩散途径、范围及其与近岸流系的关系。影响长江入海悬浮泥沙扩散的近岸流系主要包括台湾暖流、黄海混合水、苏北沿岸流及浙江沿岸流等。冬季,近岸流系比较稳定,其配置状况在一定程度上影响着苏北沿岸泥沙流向长江口的扩散,并制约着入海悬浮泥沙的扩散途径;洪季,长江入海径流量是影响悬浮泥沙扩散的重要因子。同时,长江冲淡水、浙江沿岸流共同形成的冷水区与台湾暖流水之间锋面的强度,也对悬浮泥沙和冲淡水的扩散方向和范围有重要影响;春、秋两季入海悬浮泥沙的扩散型式分别向夏、冬季的分布格局过渡。此外,风应力显著影响着浑水区的扩散方向和范围。风浪掀沙引起的河口泥沙再悬浮,可使近岸泥沙扩散范围增大。     

长江口悬沙颗粒的现场测量

我们利用自．行研制的“光学悬浮沙粒径谱仪”对长江口悬沙颗粒进行了现场测量,同时作了现场采样,经华东师范大学河口海岸国家重点实验室分析,分析结果与仪器现场测量结果进行了对比,结果表明,两种方法得到的平均粒径和悬沙浓度基本一致。     

长江口悬沙动力特征与输运模式

本项研究用ADCP在长江河口进行高频、高分辨率三维流速和声学浊度的定点观测,通过对定点站位潮周期内的悬沙浓度、流速和盐度的分析,计算悬沙输运率;悬沙输运机制分析表明平流作用、斯托克斯漂移效应在悬沙输运中占据主导地位.此外,从河口内向河口外,潮周期内的水动力特征与悬沙净输运具有明显的地域性差异,主要表现在悬沙输送的贡献因子、盐度的垂向混合和分布特征、垂向流速等方面.在拦门沙下游和口外地区,悬沙均向西、北方向输送,而拦门沙上游则向东、南方向输送.这种悬沙输运格局,对于长江口拦门沙及附近最大浑浊带的形成有着重要的作用.     

长江口北槽柱状沉积物粒度分布特征及沉积环境指示意义

为了研究长江口北槽深水航道的泥沙回淤机制及来源,通过对长江口北槽深水航道中部南、北导堤两侧坝田区域所采浅钻柱状样的沉积物特征、粒度参数特征、粒度成分和沉积速率特征等的分析,探讨北槽深水航道水动力条件和泥沙沉积环境。结果显示,柱状样以黏土质粉砂为主,受径流和潮汐作用,分选性都较差,偏态均为正偏,北导堤和南导堤两侧柱状样的分选系数、偏态和峰态在同一侧相互之间的特征较一致,且三组分组成接近;南北导堤异侧之间的粒度特征差异较为明显,北导堤一侧的平均粒度比南导堤的小,北导堤坝田附近的柱状样粒级百分比在垂向上波动变化较大,南导堤则表现的较为单一;南北导堤的敏感组分主要集中在粒级100μm部分。结合资料和测年数据,综合得出,由于北导堤和南导堤的涨落潮不对称,导致了其粒度特征上的不同;北槽淤积中的流域供沙逐渐减少,泥沙来源逐渐转变为滩槽交换供沙为主;北槽受深水航道工程影响巨大,泥沙沉积过程复杂,还需深入研究。     

黄河入海水沙通量变化规律

根据利津站1950-2003年的水、沙实测资料,采用水文学和数理统计学相结合方法,对黄河入海水沙通量进行分析,分别得出了水、沙通量的年代变化、年际变化、季节变化规律以及水、沙通量之间关系.结果表明：黄河入海水、沙通量递减趋势明显,尤其在近20a来这种趋势更加显著;年际、年内沙量变化幅度都大于水量;黄河入海水沙主要集中在汛期,汛期与非汛期的水沙量差异将会持续减小;年输沙量和年径流量、多年平均月输沙量和径流量分别以乘幂、多项式回归,各月多年输沙量和径流量以多项式、指数回归,相关性都很高.     

悬沙浓度分布对鸭绿江河口流速结构的影响

对鸭绿江河口1994和1996两年两个站位共4个潮周期的数据进行了分析,通过流速对数剖面公式计算了边界层参数,并对各个潮周期内的边界层参数的变化规律进行了分析,同时也对悬沙输送可能对垂向流速结构以及边界层参数造成的影响进行了探讨,分析结果表明,正是由于悬沙分布的影响,打破了原有的温度、盐度、水体密度在水层间的分布格局,改变了原有水体的纵向密度梯度,除少数时刻对应的水体Rf值减小之外,水体的Rf值被普遍提高,并且分层稳定。应用改造后的Von karmen-Prandtl流速对数分布剖面公式,重新对原先公式计算的边界层参数进行了修正,修正后结果表明,u*、C100和τ分别比通过原公式的计算值平均减少了21%、56%和36%,而由于水体悬沙则使τ比在没有悬沙存在的情况下的τ值平均减少了22%。     

Sediment Deposition and Resuspension in Mouth Bar Area of the Yangtze Estuary

—A comprehensive analysis is conducted based on observations on topography.tidal current.salinity.suspended sediment and bed load during the years of 1982.1983.1988.1989.1996 and 1997 in theYangtze Estuary.Results show that the deformation of tidal waves is distinct and the sand carrying capaci-ty is large within the mouth bar due to strong tidal currents and large volume of incoming water and sedi-ments.Owing to both temporal and spatial variation of tidal current.deposition and erosion are extremelyactive.In general a change of up to 0.1 m of bottom sediments takes place during a tidal period.The maxi-mum siltation and erosion are around 0.2 m in a spring to neap tides cycle.The riverbed is silted duringflood when there is heavy sediment load.eroded during dry season when sediment load is low.The annualaverage depth of crosion and siltation on the riverbed is around 0.6 m.In particular cases.it may increaseto 1.4 m to 2.4 m at some locations.     

黄河三角洲孤东近岸悬沙质量浓度变化和底沙再悬浮

根据黄河三角洲孤东潮位站1a的表层逐日悬沙质量浓度、逐时潮位和风速风向以及多年黄河入海水沙资料,采用线性回归和相关分析等统计方法,分析了孤东近岸悬沙质量浓度的变化规律及其动力机制.结果表明,黄河三角洲孤东近岸悬沙质量浓度具有明显的冬高夏低季节性变化,大小潮周期内悬沙质量浓度呈锯齿状波动,区别于常见的大潮高小潮低的变化规...