陆地水文与海洋水文

陆地水文X5222005031964河流健康:概念、评价方法与方向=Riverhealth:concept,as sessmentmethodanddirection/赵彦伟,杨志峰∥地理科学.—2005,25(1).—119～124人类不合理的社会经济活动严重干扰了河流生态系统,河流健康问题引起广泛的重视.在详细概括了有关河流健康概念的不同认识基础上,介绍了河流健康评价的生物监测法与综合指标法的优缺点与发展历程,并就有关河流健康评价的发展趋势提出建议.认为今后的重点是评价标准确定、河流对干扰敏感性、生态过程性指标及流域尺度上的健康评价的研究.图1表2参51(作者)Cha P3432005031965新疆…     

基于SWAT模型的乌裕尔河流域气候变化的水文响应

乌裕尔河流域是气候变化的敏感区,其径流量是扎龙湿地的重要补给水源,探讨气候变化情景下乌裕尔河流域径流量的变化对区域社会经济发展和扎龙湿地生态环境保护具有重要的现实意义.本文利用SWAT模型对乌裕尔河流域进行径流模拟,并分析未来气候变化情景下河流径流量的变化.结果表明:SWAT模型可以较好地模拟乌裕尔河流域的径流量变化过程,尤其是产流量大的站点,模拟效率较高;气候变化对径流量影响较为显著.未来气候变化情景下,流域径流量随着时间的推移不断减少,而且不同水文站径流量减少幅度不同.     

城市河流形态及稳定性演变研究进展

人为干扰导致的城市河流退化在地理科学和水文学领域引发了广泛关注, 针对城市河流形态及演变过程的研究成为退化河流生态修复的一项重要内容, 然而, 目前国内相关基础理论的系统梳理相对缺乏。本文回顾了半个多世纪以来城市河流形态及稳定性演变的研究成果, 从研究内容和方法两方面对不同城市化阶段河流形态及稳定性变化的特征和原因进行总结, 同时评述了不同研究方法的特点与局限。本文认为, 城市化进程改变了河流自然演化过程, 破坏了河流原有形态及稳定性, 其中, 沉积和径流体系变化是其根本原因。为了更好地运用河流演变机理进行河流修复, 学者们发展了河流分类体系, 主要包括形态导向法、过程导向法和综合分类法, 重点从河流退化的地貌形态、沉积和径流变化过程、河流演变的时间周期等方面概述各分类体系的优缺点, 阐述具有预测功能的河流分类体系不断完善的过程。本文通过梳理城市河流演变的研究成果, 以期为中国城市河流修复与管理提供科学依据和现实借鉴。     

中国河流地貌研究进展——纪念沈玉昌先生100年诞辰

2016年是中国现代河流地貌研究的开拓者和奠基人沈玉昌先生100年诞辰,本文对中国河流地貌研究进展进行综述,以资纪念。研究涉及4个方面：① 水系发育与河谷地貌演变,包括大江大河水系历史发育和山区河流地貌;② 侵蚀与产沙过程,包括有物理成因基础的侵蚀产沙模型、侵蚀产沙过程的尺度效应、植被对侵蚀的影响及临界现象、坡面细沟发育过程模拟等;③ 河床过程与河型,包括河道冲淤过程、河床演变、河型成因与演变等;④ 河流地貌系统研究,包括流域系统不同子系统的耦合关系、河流地貌系统中的高含沙水流和多营力地貌过程、河流地貌系统对于自然因素变化和人类活动的响应、河流地貌系统中的泥沙灾害和河流地貌系统的实验研究等。50年前沈玉昌先生与钱宁先生提出在地貌学与河流动力学相结合的基础上发展中国河流学科。文中对此方面的进展进行了综述,并提出了需要深化和解决的问题。     

福建长乐屏山风化坑与河流壶穴的成因及其证据

风化坑和壶穴是一种常见的岩石坑穴地形,其形成原因和形态完全不同,但容易被误解和混淆.结合对福建长乐三溪河地区这两种坑穴地形的实地考察,本文从地貌学,沉积学,岩石化学和矿物学等各个方面对两者的形成过程、影响因素进行了论证和对比.研究表明：风化坑形成于岩石面积水的风化作用,壶穴则是由河流的旋转水流对河床产生的侵蚀作用形成;山顶风化坑的发育与河流流水作用没有关系,河流壶穴的形成与河谷的发育过程有关,河谷中的风化坑只能在河流深切后,流水不再作用到的河床部位发育;只要条件合适,风化坑或壶穴随时可以生成;风化坑与河流壶穴的形态,坑内沉积物的磨圆度、粒度特征等反映出各自不同的形成过程.风化坑内碎屑与周边岩石的化学蚀变指数CIA 值的差异反映了风化坑的化学风化成因;风化坑内碎屑与周边岩石石英长石比例的差异说明风化坑是矿物差异风化的结果;用CIA 值和英长比均无法区分河流壶穴和风化坑中的碎屑颗粒,但两者化学元素迁移特征的差别反映了风化坑的风化作用和河流壶穴的流水搬运作用的成因差别;风化坑的风化程度达不到当地风化壳的风化程度,但不同气候带风化坑碎屑的CIA 值能反映不同气候带风化作用的强度差异.     

河流地貌学在水利工程中的重要性

河流地貌学对于水利工程特别重要,因为许多重大问题都是由河流泥沙搬运和沉积过程中所塑造的河流形态所引起的。为了适当地解决这些问题,经常需要关于河流地貌学原理的知识。     

全新世巢湖沉积记录及其环境变化意义

根据巢湖全新世沉积地层对比及对ACN钻孔沉积物的测年、粒度、营养元素含量分析,认为巢湖在全新世中经历了频繁的河流、湖泊交互作用,是一个受河流影响十分显著的沿江湖泊。中全新世以来,巢湖共发生三次显著的湖泊收缩过程,分别是在沉积纪录的5 887~5 680 a B. P. 时,其后又再度扩张;2 239~2 126 a B. P.时,是在中国历史时期第二温暖期暖干气候条件下形成的,与其同期的河流相冲积层或淤积粘土,正是巢湖周边战国至汉代古文化遗址的基底物质,之后巢湖再度扩张,甚至导致汉代古城成为水下遗址;1 827 a B. P.以来,是巢湖现代淤积过程。     

城市化进程中平原河网地区河流结构特征及其分类方法探讨

平原河网地区河流结构发育受到自然条件和城市化的双重影响。依据遥感解译数据,围绕城市化水平、河流形态、河流结构和河流调蓄功能四个维度,就建成区面积比例、河流长宽分布、河系分维、河流调蓄能力等具体指标,分析了城市化水平和土地利用特征不同区域的河流空间形态、结构特征和功能状态,探讨了城市化进程中平原河网地区河流结构的可能演化轨迹,尝试建立了城市化影响下平原河网地区河流结构分类方法,提出了城市河流综合整治过程中应充分重视保护自然河流结构,注重发挥河流综合功能等观点。     

小比例尺制图中河流渐变绘制研究

小比例尺制图中河流自动渐变绘制是地图制图研究中的常见问题,也是一个技术难点。该文针对当前河流自动渐变研究实用性较差的现状,提出一种基于河流类树结构的河流自动渐变方法:在研究河流复杂树结构基础上,提出了河流类树结构及其构建方法,并从网结构中搜索出主流和支流、河流的流向以及面状水域的处理,在补充河流上下游出图面的长度后,依据河流渐变率实现河流的渐变绘制,并基于MapGIS二次开发,实现了小比例尺地图河流的绘制。结果表明,该算法极大减少了地图制图过程中河流渐变绘制的人工干预,提高了自动化渐变绘制效率,具有可行性。     

干旱区沙漠与河流复合地貌过程研究进展

沙漠-河流过渡带是独特的地理单元,在世界主要沙漠中普遍存在,河岸沙丘地貌发育过程是其独特性的突出表现。一方面,河流通过提供物源和场所控制河岸沙丘地貌的发育过程与格局,另一方面,沙丘发育过程改变河道。本文回顾了沙漠与河流复合地貌过程研究取得的重要进展,包括沙漠与河流交互关系、沙漠和河流交互尺度以及河岸沙丘地貌形成与发育过程等。但水系变迁与沙漠演化、沙丘复杂性与河谷形态之间的关系,以及如何建构沙漠河岸风水复合地貌过程模型等问题,将是未来需要突破的难题,这有助于促进风沙地貌与流水地貌的高度融合,丰富沙漠科学和干旱区水文的理论体系。     

黄河下游河床演变与河口淤积延伸

黄河挟带大量泥沙,经华北大平原入海,河口迅速延伸使河道不断地淤积抬高以至决口改道.本文初步分析了历史黄河和现行黄河下游河床演变与河口淤积延伸的关系.     

珠江三角洲腹地洪水特征变异因素的关联分析

采用关联分析法,对珠江三角洲网河区腹地代表站近期洪水位变异的各种成因的主次作用进行分析,结果表明,近期导致腹地洪水位异变的主要因素依次是,河口水流不畅和潮流顶托、西江向三角洲腹地河网分流以及三角洲网河上部水情.三角洲河口水流顶托与上游分流增加、流速加快(均与人类活动造成的河床变异有关)在腹地形成"水流挤压"共同导致腹地的异高洪水位;同时,三角洲腹地河滩占用严重,桥梁、码头建设密度大,更加剧了腹地河道水位壅高.     

关于珠江河海划界的意见

大河河海划界不能简单地把河流入海由窄变宽的口门断面作为河海分界线。文中分析了大河珠江河口的自然与开发利用的有关情况后，提出主要根据咸水入侵和淡水冲出程度以及生态环境，并参考港口航道、水利和环境监测等因素，划出河口段和河口延伸段。由水行政机关主管河口段和河口延伸段的开发利用、整治和管理的行政事务是适宜的，要大力协调段内所有涉水项目的规划和工程的计划行动。     

Suspended sediment load in the turbidity maximum zone at the Yangtze River Estuary：The trends and causes

Based on the analysis of suspended sediment elements at estuaries, influence of human activities and estuarine regulation projects on the turbidity maximum zone was studied according to the measurement data between 1959 and 2011. It was found that human activities had little effect on the seaward water while the sharp decrease of sediment volume and concentration in runoff led to the sharp decrease of turbidity maximum zone in the estuary. The concentration at outside sea and Hangzhou Bay did not change, and that along the Subei coast also decreased a little, which had no influence on the turbidity maximum zone. Compared with the concentration between 1959 and 1999, the peak of concentration moved upstream in the estuary, and the concentration in 2000-2009 decreased by about 24.73% with a narrower variation range along the river to the sea. The suspended sediment concentration in North Passage was low in upstream and downstream because of the decrease of seaward sediment and coarsening of bed material, while it was relatively high in the middle due to the influence of sediment cross the north jetty.     

Suspended sediment load in the turbidity maximum zone at the Yangtze River Estuary:The trends and causes简

Based on the analysis of suspended sediment elements at estuaries, influence of human activities and estuarine regulation projects on the turbidity maximum zone was studied according to the measurement data between 1959 and 2011. It was found that human activi- ties had little effect on the seaward water while the sharp decrease of sediment volume and concentration in runoff led to the sharp decrease of turbidity maximum zone in the estuary. The concentration at outside sea and Hangzhou Bay did not change, and that along the Subei coast also decreased a little, which had no influence on the turbidity maximum zone. Com- pared with the concentration between 1959 and 1999, the peak of concentration moved up- stream in the estuary, and the concentration in 2000-2009 decreased by about 24.73% with a narrower variation range along the river to the sea. The suspended sediment concentration in North Passage was low in upstream and downstream because of the decrease of seaward sediment and coarsening of bed material, while it was relatively high in the middle due to the influence of sediment cross the north jetty.     

1990年以来中国大陆海岸线稳定性研究

海岸线变迁是一个动态的演变过程,它是自然与人类共同作用的结果。基于1990年、2000年、2007年和2012年4个时期的资源卫星、Landsat系列卫星的遥感影像,采用色差Canny算子计算方法提取岸线数据,计算近22 a来中国大陆海岸线向海推进或向陆后退的空间位置变化量及年均变化速度,研究中国大陆海岸线空间位置与稳定性的演变规律,得出以下结论：① 中国海岸线空间位置变化以向海推进为主;② 中国海岸线多为相对稳定海岸线,其次为强烈岸进岸线,稳定性岸线全国均有分布,而强烈岸进岸线多分布于江苏和辽宁两省;③ 自1990年以来,中国大陆岸线的稳定性指数逐渐降低,22 a下降了1.1,以长江入海口为分界,南方沿海城市岸线稳定性指数高于北方。     

海平面上升对珠江三角洲咸潮入侵的影响

海平面上升,潮汐作用加强,在无其它因素影响下,通常认为必然导致包括盐水入侵灾害加剧。根据河口盐淡水混合扩散原理,结合珠江三角洲河口整治延伸规划及河口淤积发展趋势,动态分析了海平面上升对珠江三角洲咸潮入侵的影响,认为海平面上升后,盐水入侵对珠江三角洲的影响总的来说不会加剧,而且还会逐步减弱。     

不同流路时期黄河下游河道的冲淤变化过程

运用统计学方法对1950-2007年的水沙数据以及不同流路各水文站同流量(3000m³/s)水位变化进行了分析,结果表明:黄河下游河道表现出淤积-冲刷交替出现的变化过程,当进入下游的含沙量为18.6kg/m³时,河道冲淤表现为动态平衡。艾山以下河道的冲淤变化过程除受水沙条件控制外,还受到流路变迁的影响。流路变迁初期河道发生溯源冲刷作用,中后期河道发生溯源淤积作用。各站同流量水位变化,神仙沟流路主要为下降,河道以冲刷为主;刁口河流路主要为升高,河道以淤积为主;清水沟流路有升有降,河道冲淤互有,总体表现为淤积。流路变迁对河道横断面形态的影响主要在利津以下。     

海平面上升背景下黄浦江极端风暴洪水危险性分析

黄浦江流域是典型的风暴洪水脆弱区。随着气候变化和海平面上升,未来该区域可能遭受更为严重的灾害影响。从海平面绝对上升、构造沉降和压实沉降三个方面预测了2030 年和2050 年该区域海平面相对上升值为170 mm和390 mm。在此基础上,结合最大天文潮位值和最大风暴增水值,估算了2030 年和2050 年极端风暴洪水位将分别达到7.17 m和7.39 m。基于高精度洪水数值模型开展了2030 和2050 年两种极端风暴洪水情景模拟,结果显示黄浦江两岸地区均可能被淹没,上游地区较中下游地区受淹将更为严重。进而提出未来研究中需重点关注不确定性分析、防汛墙溃堤淹没情景分析和风暴频率—强度变化等领域。     

Reverse migration of lithofacies boundaries and shoreline in response to sea‐level rise

The migration of the lithofacies boundaries preserved in the sedimentary record is key to interpreting changes in depositional environments. Grain size is one of the most recognizable physical characteristics of lithofacies. The advance and retreat of grain‐size breaks, as a proxy for lithofacies boundaries (e.g. gravel–sand transition), is commonly attributed to variations in external controls (e.g. climate, sea level and tectonic subsidence). While most models of fluviodeltaic systems focus on predicting the response of the shoreline to these forcings, none have thoroughly incorporated the migration of grain‐size transitions (GST) that coevolve with the shoreline. We present a numerical delta evolution model that treats both the shoreline and GST as moving boundaries to provide quantitative understanding of the dynamic interaction between the downstream boundary (shoreline) and the upstream lithofacies boundaries (GSTs) of the fluviodeltaic system under relative sea‐level rise. We tested a range of relative sea‐level rise rates in the model. The shoreline and GST gradually reduced their progradation rates and eventually retreated landward as the fluviodeltaic topset and foreset elongated. However, their timings of retreat were different, resulting in a counterintuitive case for a quicker retreat of GST while the shoreline still continued to advance. A series of scaled flume experiments with a sand and crushed walnut sediment mixture captured the same behaviours of these two moving boundaries. We found that GST experienced higher relative sea‐level rise (RSLR) rates than the shoreline. This additional RSLR rate scales with the downstream river slope and the shoreline progradation rate to cause earlier GST retreat in comparison to the shoreline. The fundamental understanding from this study of migration of both the GST and shoreline in fluviodeltaic systems will aid in accurately assessing the trajectories of GST in sedimentary strata as a proxy for environmental change.