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。     

海平面变化背景下三大河口咸潮入侵特征及变化浅析

基于2009-2019年实测资料分析研究我国三大河口咸潮入侵的特征及变化规律.研究结果表明:2009年以来,珠江口每年都会受到咸潮入侵的威胁,2019年咸潮入侵程度为近8年来最为严重的一年,全禄水厂超标时间超过210 h;钱塘江口除2014年外均发生较强咸潮入侵,其中2019年咸潮入侵程度为近9年最为严重的一年,南星水...     

珠江口磨刀门咸潮及其对环境要素变化的影响

于2011年1月25 日-1月26日小潮期间对磨刀门进行26 h定点连续观测,研究了咸潮对环境要素变化的影响.结果表明:调查期间溶解氧没有明显的潮周期变化;NO2-、NH4+浓度随着观测时间的延长不断降低,无明显潮周期变化;底层SiO4-,NO3-浓度具有明显的潮周期变化,且与底层盐度呈显著的正相关关系;溶解无机磷(DIP)、重金属(Zn、Cd)的潮周期变化不明显.当河床剪切力大于0.226N/m2时,发生明显的沉积物再悬浮作用,并对营养盐与重金属的变化产生显著的影响.N,P,si比值分析结果表明,磨刀门水域浮游植物生长受到潜在性的P限制,而咸潮上溯的加强将可能使这种营养盐结构发生变化.磨刀门受N、P的污染仍不容乐观,咸潮不利于污染物质的向海排出,在潮流作用下有发生严重的二次污染的风险.     

中国入海河口分类刍议

本文在回顾国内外各家河口分类基础上,进一步从流域状况、河流情势、海洋情势和人为作用诸方面,分析了影响河口形态及其冲淤演变的主要因子,得到3个形态分类指标和6个水沙分类指标。运用模糊聚类分析方法进行综合定量分类,得到中国河口的四个基本类型,并首次提出潮径流量比(QF/QR)和潮径流输沙比(SF/SR)两指标作为各类河口的分类判别指标,最后对分类指标作了初步验证,且简述了各类河口的相互关系。     

咸潮入侵理论预报模式的分析及其在西江三角洲的应用

基于不同要求的咸潮入侵理论模式较多。本文在河道地形概化的基础上, 综合考虑流量、潮汐、盐淡水混合类型及地形等因子, 建立起一个可以快速预报各水道日最大氯度及咸潮最大影响范围的模式, 并用于西江三角洲咸潮入侵的模拟和预报。结果表明, 模式可以很好地模拟西江三角洲各水道日最大氯度及咸潮入侵范围, 预报结果良好, 同时该模式也能较好地预报磨刀门水道剧烈的地形变化及其它要素,如流量、潮汐对咸潮活动的影响程度。今后仍需更多的实测资料或数学模型对其他因子进行更深入的定量化研究, 用来修正该预报模式, 以进一步提高模式的精度及可预报性。     

特大咸潮对珠江入海河段环境要素的影响

2004年底至2005年初珠江三角洲流域发生了40a以来的特大咸潮,对珠江人海河段的环境要素产生较为明显的影响。在广州市区河段至伶仃洋的珠江主航道上共设置17个站进行取样分析。结果表明,咸潮上溯使人海河段的盐度大幅提升,而且入侵到广州市区河段。广州下游河段的硝化过程被很大程度地抑制,硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐含量仅表现为随人海方向逐步稀释,与历史资料相比差异明显。从营养盐含量来看,与2004年的数据对比显示无机氮和硅酸盐有较大程度的下降,磷酸盐含量则有一定程度的上升。N／P值显著下降,虎门以下河口站点下降了近30倍,变化趋势也由沿人海方向递增转为递减;N／Si值则升高为原来24倍,市区河段更高。水体中营养盐结构变化显著。溶解氧含量增加,表观耗氧量降低,其平衡点上移了18km;受输入减少及咸潮稀释等作用的影响,广州下游入海河段的COD含量有一定程度的下降,但严重污染的广州市区河段水体中的COD含量仍保持在很高的水平。存在明显的贫氧现象。     

基于EOF法的长江口高潮位时空变化特征研究——长时间序列的高潮位EOF分析

根据长江口6个主要潮位站1993-2008年潮位资料,通过经验正交函数分析法(EOF法)分析了长时间序列和三峡工程前后月平均高潮位变化规律以及2000年的日高潮位变化规律,并探究其影响因素。结果表明:EOF分析前三个主成分贡献率为98.19%,可以反映潮位变化的主要过程。EOF1的影响因子是径流量,在空间上均为正值,呈上游至下游递减趋势,时间系数呈季节性变化;EOF2的影响因子是月平均海平面变化,在空间上有明显的分布差异,时间系数总体有上升趋势。三峡工程前后影响因子的作用有一定变化,径流量的影响增强,海平面减小。徐六泾以上河段的潮位站受径流丰枯影响,徐六泾以下高潮位受平均海平面控制更大。     

风对中国东部海域海平面季节变化的影响

应用ROMS数值模式配置基本实验模拟了2004年到2006年中国东部海域海平面的季节变化。模拟结果与TOPEX／Poseidon（T／P）卫星高度计观测结果基本一致,海平面年较差从中国沿岸到黑潮路径逐渐变小。将数值模式的风应力项去掉,配置对比实验。与基本实验结果对比发现,对比实验海平面仍然具有季节变化,但是闽浙沿岸和苏北沿岸海平面春夏季异常偏低、秋冬季异常偏高现象消失,中国沿岸向太平洋的海平面变化减弱。春季和秋季,渤、黄海和黑潮附近海平面异于东海的现象减弱。对比实验海平面的年较差的数值明显减小,从近岸向黑潮海平面年较差渐变的过程消失。整个渤黄海的海平面年较差近似。对比实验海平面年较差占基本实验海平面年较差比率从近岸向黑潮路径逐渐增大。     

东中国海海平面高度的时空变化特征

基于AVISO卫星高度计数据,采用小波分析和EOF分析方法,对1993—2015年东中国海海平面高度的时空变化进行分析,结合海水温度比容效应和ENSO过程探讨了海平面高度变化成因。东中国海海平面高度具有明显的季节变化,冬春季较低,夏秋季较高,且SSH极值滞后海水温度极值月份一个月出现。东中国海海平面高度整体为北低南高,由于海区水深和水文动力过程的影响,不同季节SSH空间分布区域性强。在23年间,海平面高度平均线性上升速率为2.82mm/a,具有1a、2.2a的特征变化周期。EOF分析三个主要模态依次反映了海水温度比容效应的季节变化、水动力过程的季节变化和ENSO事件的年际变化对东中国海海平面高度的影响。     

天津近海潮汐特征分析

对塘沽海洋环境监测站从1950年-2008年,59年的潮汐资料进行调和分析,分析了其分潮调和常数的变化曲线,并利用FFT谱分析方法对其调和常数的变化周期和原因进行了分析;之后应用FFT谱分析方法对去除天文潮后的余水位进行分解,分析了近50多年来年平均余水位的多层次周期分布,进而利用最小二乘法进行线性分析,分析了天津近海...     

重现期高潮位在广西全日潮岸段警戒潮位核定等应用中的局限性分析

对广西沿海各验潮站重现期高潮位进行了计算,通过分析传统重现期高潮位计算方法发现该局限性主要为广西全日潮潮汐性质下天文潮与风暴增水叠加概率过低和广西沿海堤防标准普遍偏低所致。根据不同岸线类型,结合海堤实际防御能力、海洋灾害承灾体和风险区划,提出适用于广西的红色警戒潮位核定新方法,对其它全日潮岸段警戒潮位核定和防潮应急管理等提供新的思路。     

Accuracy assessment of global ocean tide models in the South China Sea using satellite altimeter and tide gauge data

In this study, to meet the need for accurate tidal prediction, the accuracy of global ocean tide models was assessed in the South China Sea(0°–26°N, 99°–121°E). Seven tide models, namely, DTU10, EOT11 a, FES2014, GOT4.8,HAMTIDE12, OSU12 and TPXO8, were considered. The accuracy of eight major tidal constituents(i.e., Q₁, O₁, P₁,K₁, N₂, M₂, S₂ and K₂) were assessed for the shallow water and coastal areas based ...     

ENSO对中国近海海平面影响的区域特征研究

使用卫星测高、海表温度以及中国沿海台站水位等数据,分析研究了ENSO对中国近海海平面影响的区域特征。结果表明:（1）赤道东太平洋海表温度与我国近海海平面存在显著的遥相关关系。相关系数自北至南呈梯度递增,分为3个影响明显的区域,分别是渤、黄海、东海和南海海域。南海海平面异常与赤道东太平洋区域的海表温度异常相关性最强,大部分区域的相关系数超过了0.6;东海海域海平面异常与赤道东太平洋海表温度的遥相关系数弱于南海,强于渤、黄海,大部分海域的遥相关系数超过了0.4;渤、黄海海域海平面异常与赤道东太平洋海表温度的遥相关系数最弱,但是大部分海域的遥相关系数超过了0.3,通过了显著性检验。（2）中国沿海海平面的季节变化与ENSO有明显的相关关系,且影响范围具有明显的区域特征,以长江口和台湾海峡为分界线分为长江口以北、长江口到台湾海峡以及台湾海峡以南3个区域。海平面的年振幅在厄尔尼诺年均出现偏低的现象,并且年振幅的极小值均出现在厄尔尼诺年。另外,海平面的年振幅对厄尔尼诺事件的响应与其强弱有关,在强厄尔尼诺事件中,响应区域和幅度较大,弱事件中,响应区域和幅度偏小。（3）南海、东海和渤、黄海这3个区域沿海的海平面变化均存在4~7 a的显著振荡周期,说明这3个区域的海平面均受ENSO的影响。其中,南海7 a周期的振荡幅度最大,约为1.5 cm;东海7 a周期的振荡幅度次之,约为1.3 cm;渤、黄海6 a周期的振荡幅度最小,不到1 cm。     

Investigation of saltwater intrusion and salinity stratification in winter of 2007/2008 in the Zhujiang River Estuary in China

Saltwater intrusion is a serious environmental problem in the Zhujiang River Estuary(ZRE),which threatens the water supply of fifteen million people.The hydrological observations as well as meteorological and tidal forcing in the winter of 2007/2008 were analyzed to examine the saltwater intrusion in the ZRE.The observational results suggest that the maximum vertical difference of salinity can reach 10 in the Humen Channel during neap tide,but is very small in the Hengmen Channel.The vertically averaged salinity from time series stations during spring tide is higher than that during neap tide.A three-dimensional finite difference model was developed based on the environmental fluid dynamic code(EFDC) to study the mechanism of saltwater intrusion and salinity stratification in the ZRE.By analyzing the salt transport and the temporal variation of saltwater intrusion,the authors found that the net salt transport due to the estuarine circulation during neap tide was more than that during spring tide.This caused salt to advance more into the estuary during neap tide.However,saltwater intrusion was stronger during spring tide than that during neap tide because the spring-neap variation in salt transport was small relative to the total length of the saltwater intrusion.The physical mechanism causing this saltwater intrusion was investigated by a series of sensitivity experiments,in order to examine saltwater intrusion in response to river discharge and winds.The freshwater source was a dominant influencing factor to the saltwater intrusion and controlled salinity structure,vertical stratification and length of the saltwater intrusion.The prevailing northeast monsoon during winter could increase the saltwater intrusion in the ZRE.Though the southwest wind was unfavorable to saltwater intrusion during spring tide,it could increase stratification and saltwater intrusion during neap tide.     

沿海警戒潮位核定技术问题探讨

在沿海警戒潮位核定工作中,为了提高技术人员对新颁布实施的《警戒潮位核定规范》(GB/T 17839-2011)的理解和把握,文章针对核定岸段选取、设计高潮位推算、设计波浪及波浪爬高计算、警戒潮位修正值计算、警戒潮位颁布等技术问题进行探讨,给出了规范使用的建议。     

基于11年高度计数据的中国海海平面变化初步研究

利用1992年10月~2004年1月共11 a的TOPEX/Poseidon(T/P)和Jason-1高度计数据,对中国海海平面的时空变化变化做了初步分析,并且对11 a间海平面的上升速率进行了分析。研究发现中国海海平面11 a间的一些基本的变化特征:(1)11 a间中国海海平面变化被两次厄尔尼诺-拉尼娜现象分成了5个阶段;(2)中国海海平面变化以1 a周期为主,其中黄海和东海变化较为相似,以1 a周期信号为主,而渤海则还有2个月的周期信号,南海还有0.5 a信号;(3)11 a间,渤海海平面变化振幅最大,黄海和东海次之,南海变化最小,南海海平面变化受厄尔尼诺-拉尼娜事件影响程度最大,黄海和东海次之,渤海最小;(4)中国海海平面的上升速率为0.593 cm/a,渤海、黄海、东海、南海的上升速率依次为0.365,0.517,0.683,0.611 cm/a。分析结果为中国海海平面的变化规律、厄尔尼诺现象对中国海海平面变化的影响以及对未来海平面上升趋势的预测提供了有力的依据。     

2013年我国近海赤潮引发种种类和分布研究

对2013年全国海洋环境监测1626个站位生物数据进行分析, 以近2001年～2013年在我国近海海域明确发生赤潮的生物作为赤潮引发种, 开展其种类组成和数量分布研究。结果显示: (1)我国近海赤潮引发种隶属于8门60种, 其中产毒种12种, 甲藻27种, 硅藻20种。(2)2013年共监测到上述赤潮引发种50种, 各监测站位种类数在0～25种之间, 平均密度在84～1.16×10¹¹个/m³之间, 赤潮引发种种类数、密度分布大致都呈现近岸至远海递减的趋势, 但在长江口及其邻近海域, 呈现先增大后减小趋势。(3)2013年各海区赤潮引发种种类数在36～42之间, 平均密度渤海>东海>南海>黄海, 多样性指数渤海>黄海>南海>东海, 都以中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为优势种。(4)作为高频赤潮引发种,2013年中肋骨条藻(S. costatum)主要分布在我国近岸及近海海域; 夜光藻(Noctiluca scintillans)在我国近岸、近远海海域都有分布; 东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)主要分布在黄海和东海的近岸和近海海域; 米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)分布较为广泛, 但出现的站位较少; 红色中缢虫(Mesodinium rubrum)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)只在很少区域有分布。该研究结果有助于摸清我国近海海域赤潮生物种类和分布状况, 可为赤潮的预警及其防灾减灾提供基础科学依据。