黄河三角洲海岸岸线和潮水沟体系发育及其分维研究 ——黄河三角洲潮滩海岸时空谱系研究Ⅲ

千年来，黄河三角洲地区尾闾入海河道在大口河－淄脉沟之间频繁摆动，各时期行水河口形成的河口滩均有宽大的潮间地带，但从地貌－沉积发生学上并不具备潮滩的性质；当行水河道摆走后，原河口滩摆脱了河口径流水沙的直接作用而被“废弃”。在海洋动力的作用下向潮成海滩的方向发育，“废弃”的时间越长，潮滩发育得越成熟。黄河三角洲洲边大多数海岸，属于处在不同发育阶段的潮滩型海岸；三角洲的东北角海岸地处区域M2分潮无潮点附近，被“废弃”的河口滩逐渐被励行强风浪作用剥平形成浪蚀型海滩。因此，黄河三角洲洲边并存三元谱系海滩，即河口滩、潮成海滩（潮滩）和浪蚀海滩，它们各具有自身的特点。本文将三角洲岸线和潮水沟体系分维D作为指标，对三角洲海岸发育时空谱系作进一步探讨。计算分析表明，区域内岸线分维与潮滩发育的时间成正相关，特大高潮岸线尤为明显，如古代黄河三角洲岩段岸线的分维值D为1．2356－1．1625，而近代黄河三角洲平均变化在1．091－1．18范围内。平均高潮岸线分维值D为有相应的一定程度的变化；对三角洲边不同发育年代（10^0-10^3a）的23个潮水沟体系进行m级分辨率分维值D测计结果显示，在行水河口滩区岸和发育时间短、潮差小的区段（如浪蚀海滩）沟系（含潮水沟和径流水道）的分维值D较小，平均变化在1．3854－1．4911范围内；废弃河口滩向潮滩演化时间较长的区段以及嘴间海湾和烂泥湾区段潮水沟体系的分维值D较大，它们平均变化在1．6246－1．8435之间，此为潮滩型海岸，基个发育了不同规模密集多级分枝的潮水沟。黄河三角洲各段海岸岸线和滩体上的沟槽系统的分维值可以作为岸滩在河－潮－浪和底质地形边界条件综合作用下，在时间维的进程中所形成的时空谱系的一项主要定位性指标。     

古代黄河三角洲海岸的现代特征--黄河三角洲潮滩时空谱系研究I

从冀鲁交界的大口河口向东至顺江沟为蜿蜒120 km的粉沙淤泥质海岸。作者先后于1987、1992和2000年对该海岸进行了多次实地考察，并应用80年代至90年代末以来的航空和卫星遥感等资料对其进行了综合分析。公元11～1128年，黄河尾闾在此摆动入海，形成河口滩型海岸。1128年以后，黄河自此迁走，在海洋动力作用下，由河口滩型海岸逐渐演变成为典型的潮滩型海岸。该岸段海岸发育了广阔平坦的、相带十分明显的潮滩地带。在潮滩上同时发育了岛链状贝壳堤、残留冲积岛和巨大的多级分叉贯通性的潮水沟网络，构成了独具特色的海岸地貌环境体系，即黄河三角洲潮滩海岸时空谱系中的古代黄河三角洲海岸。     

古代黄河三角洲海岸的现代特征——黄河三角洲潮滩时空谱系研究Ⅰ

从冀鲁交界的大口河口向东至顺江沟为蜿蜒120km的粉沙淤泥质海岸。作者先后于1987、1992和2000年对该海岸进行了多次实施考察，并应用80年代至90年代末以来的航空和卫星遥感等资料对其进行了综合分析。公元11－1128年，黄河尾阎在此摆动入海，开成河口滩型海岸。1128年以后，黄河自此迁走，在海洋动力作用下，由河口滩型海岸逐渐演变成为典型的潮滩型海岸。该岸段海岸发育了广阔平坦的、相带十分明显的潮滩地带。在潮滩上同时发育了岛链状贝壳堤、残留冲积岛和巨大的多级分叉贯通性的潮水沟网络，构成了独具特色的海岸地貌环境体系，即黄河三角洲潮滩海岸时空谱系中的古代典河三角洲海岸。     

现代黄河三角洲海岸演化研究

通过不同年代海图或地形图对比、不同年代的卫片对比、野外地质调查、不同年代潮滩剖面测量及对比等,研究了现代黄河三角洲海岸带不同时期的冲淤速率及其发展演化趋势。黄河尾闾1996年6月进行人工改道向东流入海,开始堆积现代黄河三角洲的第11个叶瓣,推测这次改道可能是第3个亚三角洲形成的开始,使黄河三角洲的发展呈第一、第二、第三亚三角洲逐次向东偏北方向推进之势。现代黄河三角洲及莱州湾海岸带可分成7个冲淤状态不同的岸段：大口河至顺江沟岸段为相对稳定海岸段;顺江沟至挑河口岸段为弱蚀退岸段;挑河口至106站岸段为强蚀退岸段;106站至孤东油田段为石堤护岸强制稳定海岸段;孤东油田至大汶流海堡岸段为强淤进岸段：大汶流海堡至淄脉沟岸段为弱淤进海岸段;淄脉沟口至胶莱河口岸段为稳定海岸段。预测10a内,各海岸段的冲淤状态基本保持不变,但各海岸段的蚀退或淤进速率有逐渐减缓之趋势。人类活动对岸线的变迁有明显影响。     

现代黄河三角洲地面沉降对洲体演变的影响

对现代黄河三角洲地区地面沉降的特点和对三角洲发育演变的影响进行了分析研究。分析认为,现代黄河三角洲地区普遍发生的地面沉降具有多因素和时空不连续性的特点,给沉降区带来了一系列的危害,使多种海岸带灾害的破坏和影响加剧;地面沉降不仅可以造成地面标高损失,影响三角洲的垂向发育,还通过改变地面坡降来影响河道的演变和尾闾的摆动,同...     

黄河三角洲北部海岸地下岸坡蚀退过程及主要特征

黄河三角洲海岸以其独特的成因,演化有别于其它海岸,本文通过对黄河三角洲北部海岸水下岸坡不同时期地形变化对比,展示了在侵蚀阶段潮间带蚀退变化的特征、潮下带斜坡准平衡带的形成及演化,并就其成因和发展作了探讨。     

黄河三角洲北部海岸水下岸坡蚀退过程及主要特征

黄河三角洲海岸以其独特的成因、演化有别于其它海岸,本文通过对黄河三角洲北部海岸水下岸坡不同时期地形变化对比,展示了在侵蚀阶段潮间带蚀退变化的特征、潮下带斜坡准平衡带的形成及演化,并就其成因和发展作了探讨。     

黄河三角洲地面沉降机理与海岸防护

综述了黄河三角洲地面沉降的研究现状、影响因素、沉降机理及造成的危害,并对减缓地面沉降的方法和海岸防护工程措施等方面进行了讨论。分析显示,受自然和人为因素的影响,黄河三角洲的地面沉降具有显著的时空变异性。影响三角洲地区地面沉降的人为因素主要是地下水抽取和油气开采,但它们引起的地面沉降是区域性的;三角洲松散沉积物的固结压实是三角洲进积过程中地面沉降的主导因素,三角洲软土、黏性土的压缩延迟特征以及河道的频繁摆动致使三角洲的压实沉降过程的时空差异明显,但各个三角洲叶瓣体的平均沉降速率将随时间推移逐年递减。地面沉降将造成或加剧黄河三角洲及沿海地区的区域性洪水灾害、农田和水资源污染、土地排水难度、基础设施受损以及海岸侵蚀等环境问题,需制定有效的地下水资源保护和补救方案,修建防护堤坝等工程是当前行之有效的缓解措施。然而,沿海堤坝等工程建设引起的环境问题与其防护作用目前还存在较大争议,因此,制定有效的海岸防护战略对于应对在海平面上升背景下的三角洲沉降引起的沿海地区环境灾害至关重要。     

海岸趋势面应用技术比较分析 ——以黄河三角洲海岸为例

依据黄河三角洲潮滩海岸准同步断面实测地形点数据，进行地貌趋势面的多种技术方法处理。多项式回归方法能把握潮滩海岸三维形态的总趋势，忽略全部次一级形态特征；Nearest Neighbor方法、Kriging方法和Triangulation W/线性插值方法均可以显示总趋势面上次一级形态——潮滩海岸沟盆体系。其中Triangulation W/线性插值法计算出的局部特征十分明显，但边界会产生很大误差。Kriging方法和NearestNeighbor方法在边界上处理得较好，Kriging方法图象过渡得非常自然，而Nearest Neighbor方法相对保留了矩形的处理特征。趋势面分析表明，潮沟—潮盆体系的形成与发展是表征黄河三角洲潮滩海岸时空谱系发育进程的重要指标。     

北废黄河三角洲海岸时空演变遥感分析

基于遥感与地理信息系统技术,使用苏北废黄河三角洲海岸地区1978,1987和2000年的Landsat卫星遥感数据,选取岸线指标与波段,提取岸线信息,生成1978-1987年和1987--2000年海岸土地增减时空变化分布图,建立岸线焚化距离及增速衡量指标,定量分析了废黄河三角洲海岸面积变化特征,以及灌河口-中山河口、中山河口扁担港口和扁担港口双洋河口以南岸段的时空变化格局与分布特征。研究结果表明,废黄河三角洲海岸的自然侵蚀速率呈减小趋势,但侵蚀作用仍在继续。侵蚀强度以废黄河口地区为中心。向南北两侧逐渐减弱。人工保滩护岸措施在一定程度上影响着自然侵蚀格局。其内部各岸段分别呈现缓蚀、侵蚀和基本侵淤平衡的变化格局。     

苏北废黄河三角洲海岸时空演变遥感分析

基于遥感与地理信息系统技术,使用苏北废黄河三角洲海岸地区1978,1987和2000年的Landsat卫星遥感数据,选取岸线指标与波段,提取岸线信息,生成1978-1987年和1987-2000年海岸土地增减时空变化分布图,建立岸线变化距离及增速衡量指标,定量分析了废黄河三角洲海岸面积变化特征,以及灌河口-中山河口、中山河口-扁担港口和扁担港口-双洋河口以南岸段的时空变化格局与分布特征.研究结果表明,废黄河三角洲海岸的自然侵蚀速率呈减小趋势,但侵蚀作用仍在继续.侵蚀强度以废黄河口地区为中心,向南北两侧逐渐减弱.人工保滩护岸措施在一定程度上影响着自然侵蚀格局.其内部各岸段分别呈现缓蚀、侵蚀和基本侵淤平衡的变化格局.     

基于遥感和GIS的现代黄河三角洲岸线变迁及发育演变研究

收集了1976～2000年现代黄河三角洲地区的Landsat影像,采用平均高潮线法解译出25 a来的海岸线,分析了现代黄河三角洲地区的岸线长度变化,迁移特征以及河口三角洲的时空发育规律.结果表明:现代黄河三角洲地区岸线变迁可以分为三部分:北部、中部和南部,其中中部是变化最剧烈的岸段.根据河道摆动规律和三角洲的延伸方向,现代黄河三角洲的发育可以分为四个阶段:填湾阶段(1976～1981年)、中部突出阶段(1981～1983年)、东南方向突出和鸟嘴状沙嘴形成阶段(1983～1996年)、河流改道和新沙嘴形成阶段(1996～2000年),四个阶段共淤积造陆378.2 km2,侵蚀49.3 km2,净增长328.9 km2.此研究结果对于认识现代黄河三角洲的时空发育演变具有一定的意义.     

黄河三角洲海岸剖面类型与演变规律

根据1976-2002年黄河三角洲滨海区36个断面的地形实测资料以及利津水文站的水沙资料,运用动力地貌学的方法,对黄河三角洲海岸剖面形态及冲淤演变进行了研究。结果表明,黄河三角洲海岸剖面可分为建设型、破坏型和稳定型三种基本类型。建设型海岸分布于行水河口,等深线向海推进的距离取决于入海泥沙的堆积过程与海洋动力对泥沙的侵蚀过程两者之间的对比;破坏型海岸主要分布于停止行河不久的废弃河口附近,剖面侵蚀深度与海洋动力条件尤其是潮流流速大小密切相关;而稳定型海岸主要分布于长时间不行河的湾湾沟口附近和广利河以南岸段,前者受河海动力因素影响较小,而后者主要与莱州湾潮流流场有关。     

古黄河三角洲若干问题的思考

孟村古黄河三角洲分流河道体系代表歧口三角洲超级叶瓣(700BC-11AD)的上三角洲平原沉积物，其下的三角洲沉积层序多属于更老的超级叶瓣。山东北部大口河至徒骇河口海岸700BC—1099AD多次受到黄河的影响，埕口—马山子东北部的海岸平原主要形成于893—1048年，那里岛链状贝壳堤开始形成的时间晚于1128年，与贝壳堤的^14C年龄相差700～1850a。苏北斗龙港口—弶港海岸平原地表之下约9m厚的沉积物主要是黄河入海泥沙在海流作用下向南搬运，并沉积下来。苏北黄河三角洲南界在谅港附近。自然地理和海洋地质工作者采纳“公元前602年或战国中期(公元前4世纪)发生第一次大改道”的观点是一个误会，实际上这是多数历史地理学家已经放弃的认识。     

现代黄河三角洲滨浅海区的灾害地质

利用卫星遥感、测深、浅地层剖面及钻孔资料研究了黄河三角洲海岸及近海海洋灾害地质,编制了黄河三角洲海洋灾害地质图。黄河三角洲海岸灾害地质以海岸侵蚀为主,根据1976—2001年海岸的变化速率,可将海岸分为快速侵蚀海岸、中等程度侵蚀海岸、稳定海岸和淤积海岸四类,快速侵蚀海岸和中等程度侵蚀海岸长期以来遭受侵蚀。灾害地质因素有浅层气、灾害地貌、活动断层、海底滑坡、底辟、隆起脊、埋藏冲沟一古河道。浅层气主要分布在老黄河口附近渤海海底,近岸少见。浅层灾害地貌主要分布在三角洲前缘斜坡上的扰动区。扰动区位置在整个三角洲上变动明显,有向岸移动的趋势,斜坡坡度减小,扰动强度减弱。底辟除了发生在废弃三角洲侵蚀区外,还发生在三角洲外的渤海海底下部。隆起脊位于黄河口东部渤海海底,沿NE—SW方向发育,顺隆起脊发育活动断层。     

海岸趋势面应用技术比较分析

依据黄河三角洲潮滩海岸准同步断面实测地形点数据，进行地貌趋势面的多种技术方法处理。多项式回归方法能把握潮滩海岸三维形态的总趋势，忽略全部次一级形态特征；NearestNeighbor方法、Kriging方法和Triangulation W/线性插值方法均可以显示总趋势面上次一级形态——潮滩海岸沟盆体系。其中Triangulation W/线性插值法计算出的局部特征十分明显，但边界会产生很大误差。Kriging方法和NearestNeighbor方法在边界上处理得较好，Kriging方法图象过渡得非常自然，而Nearest Neighbor方法相对保留了矩形的处理特征。趋势面分析表明，潮沟—潮盆体系的形成与发展是表征黄河三角洲潮滩海岸时空谱系发育进程的重要指标。     

黄河三角洲海岸及滨海区演变与河口流路、入海水沙的关系

黄河自1855年夺大清河道入渤海的140多年来，除1938年以前部分时段在河口段以上改道使现三角洲河竭和1938～1947年花园口人为决口夺淮入海外，其余100多年均在现三角洲上行河入海。由于黄河每年都携带巨量泥沙进入河口地区，并且在三角洲面上决口、分汊、改道频繁，使三角洲演变剧烈，海岸变化复杂。黄河输往河口地区的泥沙除一部分淤积在河口附近河道外，其余部分进入河口滨海区，其中大部分快速落淤在河口附近的近岸海域．还有一部分被海洋动力输往较远的海域。因此．黄河三角洲海岸演变与河口流路的变化和入海水沙的变化关系密切。     

滦河废弃三角洲瀉湖沙坝海岸演变与海港建设

冰后期滦河在渤海西北岸入海，因其自西南向东北迁移，西起曹妃甸，东至现代滦河口，在不同时期堆积了一系列的三角洲。当它们依次被废弃后，形成以风浪作用为主的湖沙坝海岸，很不稳定，故各岸段的冲淤动态十分复杂。笔者以京唐港附近海岸为例，分析了３０余年来的演变过程，并与滦河为主的各入海河流的泥沙量变化进行分析对比，结果表明：（１）滦河改道后，海岸变化进入由淤进转变为蚀移时期；（２）在大陆季风条件下，沙坝作不同方向的迁移，而现代滦河入海水沙量的变化对沙坝迁移无直接影响；（３）不同时期形成的废弃三角洲的沙坝蚀移速率不同。在资料分析的基础上，对本段海岸的冲淤动态提出预测。     

现代黄河三角洲沿岸泥沙运移与岸滩侵蚀态势研究

现代黄河三角洲的泥沙运移是河-海动力相互作用下的泥沙分配和再分配结果。现行水口门区岸滩和水下岸坡仍以不大的速率向海淤进,三角洲西段和南段沿岸基本处于动态平衡状态,三角洲中段广大岸段大都处于不同程度的冲刷蚀退态势。冲刷蚀退已严重地恶化了黄河现代三角洲的发育功能和三角洲经济开发环境,对油田的滩海工程和海上设施造成了严重威胁。     

2016-2020年黄河三角洲尾闾河道悬浮泥沙时空分布

三角洲河道悬浮泥沙的时空分布与河口流路稳定性及水下三角洲发育密切相关。基于Sentinel-2高分辨率卫星影像反演悬沙浓度,结合河道形态和水动力数值模拟,分析了近年来黄河尾闾河道悬沙的时空分布特征和影响因素。结果表明：2016-2020年,黄河尾闾河道平均悬沙浓度具有显著的洪枯季差异和不同的沿程分布;洪季悬沙浓度受上游来沙和底沙起动共同控制,王家庄和清加2断面是底沙起动再悬浮的主要断面;径流流速的增大对不同河段悬沙浓度的影响不尽相同,河口段悬沙浓度更易受径流流速的影响;以王家庄断面为界,上下游悬沙浓度分别呈现“深泓低两岸高”和“深泓高两岸低”两种截然不同的分布模式;尾闾河道悬沙浓度对调水调沙响应敏感,2018年调水调沙期间悬沙浓度达到10.75 g/L,但随着河床底沙粗化,尾闾河道悬沙浓度对调水调沙的响应敏感性下降。