近50年来长江河口分汊型河槽水体和泥沙容量的变化过程

根据1958-2013各年代长江河口河槽海图水深资料,利用Arcmap地图分析软件建立不同时期的水深数据库,以河口河槽水体和泥沙容量为研究对象,结合典型潮汐过程和典型年代水沙同步实测资料,计算长江口各分汊河槽最大理论进潮量和悬沙含量,探讨近50年来长江分汊型河口河槽水体和泥沙容量的变化过程和影响因素.结果表明:①北港河槽总体稳定,南港河槽仍处于发育阶段,南港河槽发育中心在南港下段,北港河槽上段区域略有萎缩;②目前,南、北槽河槽由于工程影响仍处于持续调整过程中,进潮量主增区域在南港和南槽,北槽发育模式已经被固定和限制.③近30年来,由于流域来水来沙减少,同时北槽深水航道工程的建设,使南、北槽进潮量和悬沙通量及其比例均发生了显著变化;④南北港水道悬沙量主要集中于北港下段及南北槽区域,其洪枯季悬沙含量的变化主要受冬夏季风和海洋动力条件的影响.     

长江河口河槽近期沉积特征及影响因子分析

随着流域和河口水利工程建设,长江河槽沉积环境发生了巨大改变,对河势演变和河槽冲淤均产生重要影响。依据长江河口河槽大面积表层沉积物采样和各河槽定点水文观测资料,分析各河槽沉积特征,探讨其影响因子及作用机制。结果表明:河槽沉积物类型以砂质粉砂和粉砂质砂分布最广,粒径分布纵向上呈自西向东减小、横向上自北向南减小趋势,河槽总体主槽粗、边滩细。涨落潮泥沙输运和沉降过程影响河槽纵向沉积分布特征,风浪作用强化了口门段河槽南北沉积环境的差异,北支、北港口门段河槽受到偏北方向风浪作用强烈,沉积物粗化明显。不同泥沙来源是造成河槽整体沉积环境差异的主导因素,南支、南港上段表现为流域来沙的沉积特征,北港、南槽、北槽则表现为流域与海域来沙的混合沉积特征,口外沉积物对口内河槽的影响主要是为口内河槽提供细颗粒物质来源。     

长江口悬沙浓度变化的同步性和差异性

近年来长江流域入海沙量呈现阶梯性减小趋势,三峡水库蓄水后加剧了这一减小趋势,并通过传递效应影响河口悬沙浓度变化。基于长江口1950-2013年悬沙浓度数据,结果表明：① 长江口南支河段及口外海域悬沙浓度为减小趋势,且越向海域减幅越小,同时与流域入海沙量减幅差距加大;② 北支优势流变化不大,但悬沙浓度为减小趋势,主要为南支和海域大环境悬沙浓度减小所致;③ 拦门沙河段悬沙浓度的峰值区域因径流减小、潮流相对增强,2003-2012年较1984-2002年期间峰值位置向口内上溯约1/6经度,上溯距离洪季 > 年均 > 枯季;④ 1999-2009年南槽进口悬沙浓度减小,主要是再悬浮和滩槽交换引起的悬沙浓度增量小于流域和海域悬沙浓度锐减引起的减量,中段该作用相反,悬沙浓度为增加趋势;⑤ 北槽进口由于分流分沙比减小、流域和海域悬沙浓度减小及再悬浮量减小等综合影响下,1999-2012年逐年的8月份悬沙浓度呈减小趋势,中段越堤沙量作用明显高于外部坏境引起的减小量,为增加趋势。     

长江河口悬浮泥沙的混合过程

根据准同步观测的悬浮泥沙及表层沉积物粒度、流速、含沙量资料, 分析了长江口及临近海域悬浮泥沙在河口的混合过程。长江河口-陆架系统悬浮泥沙中值粒径呈现“细-粗-细”的变化规律, 河口上段悬浮泥沙中值粒径为8.9 μm, 拦门沙海域为10.5 μm, 陆架区为4.5 μm, 北支为9.9 μm, 杭州湾口为5.6 μm, 泥沙类型为粘土质粉砂。河口上段和陆架区悬浮泥沙与表层沉积物的垂向混合作用较弱, 拦门沙区域二者发生强烈的混合和交换, 悬浮泥沙在由长江河口向陆架系统输移过程中仅有表层泥沙保留了流域输入的泥沙粒度特征。长江口悬浮泥沙中值粒径与含沙量呈良好的正相关关系, 水流的剪切作用是引起拦门沙海域泥沙再悬浮、近底高含沙量和悬浮泥沙粒径增加的主要原因, 悬浮泥沙粒径和含沙量的增加主要由粉砂组分的增加引起。2007 年长江河口区范围内悬浮泥沙中值粒径比2003 年普遍减小11％, 含沙量比2003 年减小22%, 河口上段含沙量对流域来沙减少的响应最为敏感, 而拦门沙区的泥沙粒径对流域来沙减少的响应最敏感。在长江流域来沙量减少的背景下, 河口拦门沙区域仍能维持较高的含沙量, 主要缘于河口系统内部的供沙     

三峡水库下游弯曲河型演变规律调整及其驱动机制

大型水库的兴建深刻改变了下游水沙输移特点,进而导致河床演变规律显著调整,水库下游弯曲河型对水沙过程改变响应敏感,是水库下游河床演变、航道整治、河势控制等方面研究的关键区域。本文基于1996-2016年的实测水文、地形资料,对长江三峡水库下游弯曲河型的演变规律及其驱动机制开展研究,结果表明：① 三峡水库蓄水前,下荆江存在“凸淤凹冲”、“凸冲凹淤”两类弯曲河型,而三峡水库蓄水后均表现为“凸冲凹淤”的一致性规律;② 在水库拦沙作用的影响下,下荆江河段平滩河槽存在累积性冲刷现象,冲刷部位集中于枯水河槽与基本河槽之间的低滩,冲淤部位调整主要由变化的流量过程所驱动,上游河势、河道边界以及支流入汇等因素均有一定驱动作用;③ 在三峡水库蓄水后缺乏大洪水的情况下,凸岸水流挟沙力随流量增加逐渐增强,水流对凸岸冲蚀力度在平滩流量级附近（20000~25000 m3/s）达到最强,平滩流量附近流量级的持续时间超过20天时,弯曲河道发生凸冲凹淤现象。而悬沙中造床粗沙的减少,增强了水流冲刷强度,加剧了凸岸的冲蚀程度。     

长江口拦门沙河段潮滩表层沉积物分布特征

基于2005年7月及2007年5月在长江订拦门沙河段崇明东滩、横沙东滩(浅滩)、九段沙以及南汇边滩等四大潮滩的水下滩地采集的大面积、高密度表层沉积物以及实测水文资料,对拦门沙河段潮滩表层沉积物颗粒度、参数、组成、类型以及分布特征进行分析,并在此基础上探讨影响沉积物分布的主要动力因子.结果表明:长江河口四大潮滩表层沉积物主要由砂、粉砂质砂和粘土质粉砂三种类型组成.沉积物中值粒径分布比较复杂,介于2.5～8ψ之间;沉积物分选系数集中于1～2左右,其分布与中值粒径具有一致性,其中物质组成相对较粗的颗粒分选性较好而较细的颗粒分选性较差:偏态与峰态跨度较大,分别介于0.1-0.8与1-4不等.崇明东滩、横沙东滩(浅滩)和九段沙的沉积物分选系数、偏态和峰态的分布具有一致性,三者相关性较强;南汇边滩的沉积物分选性、偏态及峰态值则因南滩与东滩所处位置差异而有较大差别.此外,河口潮滩表层沉积物分布显示泥沙输移的结果,其主要水动力因子包括潮流和波浪控制的泥沙输移:在受落潮优势流作用的地区普遍粗于涨潮优势流作用的地区;在波浪动力强、波能释放的地区沉积物普遍较粗且分选性较好:深水航道工程的堵汉、导流、破水波作用明显,使得导堤两侧的表层沉积物粒度出现粗细分布不均的特点.     

1570—1971年长江镇扬河段江心沙洲的演变过程及原因分析

受黄河夺淮的影响,从1570年开始淮河下游由向东独流入海逐渐演变为南下入江,成为长江一条支流。这一变化为长江河流地貌的演变增加了新的变量,改变了长江镇扬河段原有的河槽特征和水流结构,洲滩冲淤、岸线进退随之发生变化。本文使用历史文献考证与古地图判读相结合的研究方法,对淮河入江口外沙洲群的形成年代与演变过程进行考证,认为裕民洲、南新洲等沙洲至少在17世纪前已经存在于淮河入江口外,是成化、弘治年间藤料沙等沦没后新淤长的沙洲。淮河入江后上述沙洲不断扩大、与新淤长沙洲一起向北并岸,致使镇扬河段北汊消亡,并由江心洲型河床向弯曲型河床转化。曲流的形成又使位于上游凹岸的瓜洲受到侵蚀,而位于凸岸的镇江不断淤积,长江镇扬河段逐渐演变为今天的面貌。     

长江口横沙通道近岸冲刷地貌形成机制

近岸河床的剧烈冲刷是引起岸坡失稳的主要原因之一。通过SeaBat 7125多波束测深系统对长江口近岸冲刷最为剧烈的横沙通道北口冲刷坑地貌进行测量,同时利用双频ADCP采集区域水流数据,结合历史海图资料,研究该冲刷坑演变过程及形成机制。结果表明：冲刷坑呈椭圆形,长约430 m,宽约150 m,最深处距床面约38 m;1984-2017年期间,冲刷坑附近河床经历了冲—淤—冲的演变模式,整体呈冲刷状态,净冲刷量3.45×10 ⁷ m ³,平均冲深4.68 m;2005年后冲刷坑快速发育,且持续向南延伸。这主要是因为长兴北沿圈围工程的建设减小该处弯道曲率半径,导致了侵蚀加剧。其次,青草沙水库的建设使得北港上中段深泓线发生偏移,横沙通道北口水动力增强,这也是快速冲刷的主要原因之一。另外,长江口深水航道工程、横沙东滩围垦、横沙通道两侧圈围工程及港口码头的建设也一定程度加剧了冲刷之势。由此可见,人类涉水工程活动是引起该处大型冲刷坑快速发育的主要驱动因素。     

长江口最大浑浊带悬沙浓度变化趋势及成因

基于长江河口1959-2011 年实测悬沙浓度数据,通过对河口最大浑浊带外围海域泥沙要素分析的基础上,研究了近期流域人类活动和河口整治工程对最大浑浊带悬沙浓度的影响。研究表明:① 流域人类活动对入海水量影响较小,无明显趋势变化,而沙量和含沙量呈现锐减趋势,也使得进入河口区域的泥沙量呈现一致锐减;② 长江口外海域和南部杭州湾海域悬沙浓度变化不大,北部苏北沿岸略有减小,因数值较长江口海滨区小约1 个数量级,对浑浊带影响较小;③ 最大浑浊带位置受径流和潮流控制,面积变化与入海沙量多寡关系密切;④ 整个浑浊带区域悬沙浓度受入海沙量锐减决定,2000-2009 年较1959-1999 年悬沙浓度减小约为24.73%,向海延伸减幅降低,且峰值区域向口内移动,泥沙再悬浮作用对维持最大浑浊带悬沙浓度起调节作用,但不能决定其锐减趋势;⑤ 北槽航槽最大浑浊带的悬沙浓度向海为低—高—低变化特点,受入海沙量锐减、北槽分流分沙比减少及床沙粗化等影响,使其上段和下段悬沙浓度减小趋势,而中段受南导堤越堤沙量的影响悬沙浓度呈增加趋势。     

近30 年来长江口岸滩沉积物与地貌演变特征

通过对长江口潮间带宽度、表层和浅地层柱状样沉积物、典型水下岸坡剖面的现场测量,以及对潮间带宽度及水下岸坡剖面的多幅历史海图分析,研究近30 年长江口岸滩演变特征及岸滩演变的主要原因。结果表明:(1) 岸滩沉积物整体上呈“北细南粗”的变化特征,横沙东滩北岸、长江和东海大桥下等主要大型工程附近潮间带柱状样粒序向上显著变粗;(2) 长江口部分潮间带宽度减少90%以上;水下岸坡由1980 年的“S”形向凹形、斜坡形等侵蚀型形态转变,岸坡明显变陡,侵蚀型岸滩特征凸显;南汇嘴至芦潮港岸段水下岸坡闭合水深1978-2004 年为-8 m,近10 年来滩底发生侵蚀,刷深约1 m;(3) 流域来沙量锐减导致长江口侵蚀型水下岸滩格局的形成;河口大面积围垦、青草沙水库和长江与东海大桥等大型工程建设是造成潮间带大面积损失和局部沉积物粗化的主要原因;沙体变迁是狭长型河槽局部岸滩演变的主要影响因素。     

近百年来长江河口航道拦门沙的形态演变(英文)

The mouth bar in the Yangtze estuarine waterways has a significant influence on navigational transport within the estuary,flood discharge and construction of the Shanghai Port.In this paper the morphological evolution and mechanisms of mouth bar formation of the Yangtze estuarine waterways are studied by analyzing hundreds of years of historical data and the latest profile maps of some or the main mouth bar channels in the Yangtze Estuary.The results are shown as follows:The mouth bars in the North Branch have moved gradually from outside the mouth to the inside and formed a huge sand bar.In the North Channel,the head of the mouth bar has migrated about 30 kilometers downstream,and a channel bar has been developing since 2001.Two mouth bar tops,which always existed in the North Passage,disappeared in 2010.The head of the mouth bar in the South Passage has migrated downstream about 14 km and the number of tops increased at first but is reduced to only one now.According to the results,we can conclude that the evolution of the mouth bars differs depending on their location.In the North Branch it is directly related to large-scale reclamation in Chongming Island,but in the North Passage it has a close relationship with regulation of the Yangtze Estuary Deepwater Channel.However,the evolution of mouth bars in the North Channel and South Passage is not only connected with the Yangtze Estuary Deepwater Channel Regulation Project,but also with the reclamation in the East Hengsha Shoal and the closure of the Qingcaosha Reservoir.     

长江口表层沉积物分布特征及动力响应

基于长江口2003 年2 月采集的58 个表层沉积物样品及以同步水动力资料的分析表明, 表层沉积物中值粒径自江阴-口外逐渐变细, 由江阴附近的217.8 μm 减少到南槽口外的12.1 μm; 浑浊带海域表层沉积物中值粒径北港最大, 平均为126.2 μm, 北槽其次, 平均为48.4 μm, 南槽最小, 平均为14.2 μm; 口外海域则北槽最大, 为22.4 μm, 北港其次, 为16.5 μm, 南槽最小, 为12.1 μm。沉积物分选性大多为中等-很差, 中值粒径越大, 分选系数越 小; 沉积物偏度大多是近对称-极正偏; 峭度表现为中等峭度-很窄尖。横沙以上区域表层 沉积物类型以砂为主, 口外海域沉积物类型以粘土质粉砂为主, 浑浊带海域表层沉积物类型复杂多样。长江口主槽表层沉积物中值粒径与落潮历时、V_e/V_f 值和余流值等动力参数呈正相 关关系, 落潮动力条件是决定长江口表层沉积物中值粒径大小的主要动力因素。     

The synchronicity and difference in the change of suspended sediment concentration in the Yangtze River Estuary

The sediment discharge from the Yangtze River Basin has a stepwise decreasing trend in recent years. The impounding of the Three Gorges Reservoir exacerbated this decreasing trend and affected the change of the suspended sediment concentration (SSC) in the Yangtze River Estuary through the transmission effect. The SSC data of the Yangtze River Estuary during 1959-2012 showed that: (1) The SSC in the South Branch of the Yangtze River in the estuary and in the off-shore sea area displayed decreasing trends and decreased less towards the sea. At the same time, the difference in decreasing magnitude between SSC and sediment discharge became bigger towards the sea. (2) For the North Branch the preferential flow did not change much but the SSC tended to decrease, which was mainly caused by the decrease of SSC in the South Branch and China East Sea. (3) Due to the decreased runoff and the relatively strengthened tide, the peak area of the SSC in the bar shoal section in 2003-2012 moved inward for about 1/6 longitude unit compared with that in 1984-2002, and the inward-moving distance was in the order of flood season > annual average > dry season. (4) In the inlet of the South Passage, the SSC decreased mainly because the increase caused by resuspension and shore-groove exchange was less than the decrease caused by the sharp SSC decrease in the basin and the sea areas. The reverse was true in the middle section, where the SSC showed an increasing trend. (5) In the inlet of the North Passage, under the combined influence of decreased flow split and sediment split ratios, the decreased SSC in the basin and the sea area and decreased amount of resuspension, the SSC displayed a decreasing trend. In the middle section, because the increased amount caused by sediment going over the dyke was markedly more than the decreased amount caused by external environments, the SSC tended to increase. Holistically, the sharp decrease in sediment discharge caused synchronized SSC decreases in the Yangtze River Estuary. But there were still areas, where the SSC displayed increasing trends, indicating synchronicity and difference in the response of SSC to the sharp decrease in sediment discharge from the basin.     

长江河口最大浑浊带水沙输运机制分析

本文根据大量的实测资料，运用机理的分析方法，讨论了长江口最大浑浊带中各输沙项的作用。结果表明，平均流输沙、斯托克斯漂流效应、潮汐捕集以及垂向不流是净输沙的主要部分。     

长江口北支湿地自然保护区生态评价

选取多样性、代表性、稀有性、自然性、面积适宜性、脆弱性和人类威胁等7个指标,采用专家咨询法,对长江口北支湿地自然保护区进行了生态评价,结果表明:该保护区生态质量一般,不足以有效保护湿地生物多样性,亟需采取科学、有效、严格的保护和管理措施。     

三峡与南水北调工程建设及海平面上升对上海城市供水水质的可能影响

上海城市供水水源地水质除受沿岸地区经济发展过程中大量污染物排放的影响外，主要受河水盐水入侵的危害，导致严重的水质型缺水问题，正在建设的三峡水利枢纽和拟议中的南水北调工程与全球变暖引起的海平面上升效应相叠架，无疑将影响长江河口段和黄埔江的盐水入侵强度，进而危及上海城市供水水质，着重探讨三峡与南水北调工程建设运营及海平面上升对上海城市供水水源地水质可能产生的综合影响，并提出适应和防范对策。     

调水调沙以来黄河尾闾河道冲淤演变及其影响因素

2002年开始的黄河调水调沙改变了进入黄河口的水沙条件,必然引起尾闾河道地貌的显著调整.根据黄河尾闾河道利津以下的断面实测高程数据,建立基于正交曲线网格的河道DEM,结合河床形态与水沙条件变化,综合研究黄河尾闾河道冲淤的时空演变及其影响因素.结果表明,调水调沙以来尾闾河道冲刷明显,2002-2017年累计冲刷6240万...