黄河三角洲近期海岸线演变与预测

选择1976—2020年9期Landsat卫星遥感影像提取海岸线,从海岸线类型多样性指数、海岸线粗糙度、岸线变迁速率对黄河三角洲地区岸线近期演变进行定量分析,并对2030年海岸线形态进行预测,结果表明： 44年来,海岸线类型多样性指数变大,海岸线类型趋向多样化;海岸线形态粗糙,海岸线粗糙度曲线由相对平滑变为相对粗糙,形成众多“锯齿”状波动,后逐渐变平滑;河口地区岸线快速向海推进,河口两侧地区岸线则以退蚀为主;部分人工岸线向海快速推进后基本保持不变;经预测,2030年黄河三角洲河口地区,清8汊流路附近及宋春荣沟至虎头崖段岸线向海延伸,东风港至孤东油田段海岸线以侵蚀后退为主。     

Temporal and spatial variations of the Huanghe River mouth bars

1 Introduction T aking the average riverbed elevation ofthe riverm outh from its upstream side to its dow nstream sidew ithin a m outh area as a base line, there is usually asand sw ell standing higher than the base line. If thesw ellis form ed in the distributary channel,itis consid-ered as “a longitudinalbar”;ifitis offornearthe riverm outh,itis called “m outh bar”(Jiand H uang,1995a),such as the cases in the C hangjiang R iver andQ iantang R iverm outh areas(see Figs 1 and 2). Fig. …     

黄河口水下三角洲海底冲蚀沟发育的动力机制探讨

根据老黄河口外水下三角洲海底冲蚀沟的地貌特征,用动力学方法分析了其形成发育机制.结果表明,波浪近底流是冲蚀沟形成发育的主导因素.冲蚀沟内的湍流及其次生的横向环流构成了复杂的流场,由此产生的边界切应力对冲蚀沟的侵蚀及沉积物的悬浮、扩散起重要作用.冲蚀沟的断面形态与流场结构密切相关.     

Numerical study of three-dimensional wave-induced longshore current's effects on sediment spreading of the Huanghe River mouth

A three-dimensional wave radiation stress is introduced into the hydrodynamic sediment coupled model COHERENS-SED,which has been developed through introducing wave-enhanced bottom shear stress,wave dependent surface drag coefficient,wave-induced surface mixing,SWAN,damping function of sediment on turbulence,sediment model and depth-dependent wave radiation stress to COHERENS.The COHERENS-SED is adopted to study the effects induced by wave-induced three-dimensional longshore current on suspended sediment spreading of the Huanghe River (Yellow River) mouth.Several different cases divided by setting different wave parameters of inputting boundary waves are carried out.The modeling results agree with measurement data.In terms of simulation results,it is easy to know that three-dimensional wave radiation stress plays an obvious role when inputting boundary wave height is stronger than 3 m.Moreover,wave direction also affects the sediment spreading rules of the mouth strongly too.     

Numerical study of three-dimensional wave-induced longshore current's effects on sediment spreading of the Huanghe River mouth

A three-dimensional wave radiation stress is introduced into the hydrodynamic sediment coupled model COHERENS-SED, which has been developed through introducing wave-enhanced bottom shear stress, wave dependent surface drag coefficient, wave-induced surface mixing, SWAN, damping function of sediment on turbulence, sediment model and depth-dependent wave radiation stress to COHERENS. The COHERENS-SED is adopted to study the effects induced by wave-induced three-dimensional longshore current on suspended sediment spreading of the Huanghe River (Yellow River) mouth. Several different cases divided by setting different wave parameters of inputting boundary waves are carried out. The modeling results agree with measurement data. In terms of simulation results, it is easy to know that three-dimensional wave radiation stress plays an obvious role when inputting boundary wave height is stronger than 3 m. Moreover, wave direction also affects the sediment spreading rules of the mouth strongly too.     

近期黄河口沙嘴演变遥感信息的拓扑模型研究

利用卫星遥感信息,阐述了近期黄河口沙嘴演变中的时空属性和时间维的概念化系统,以此进行相关参数的量化和沙嘴空间结构的拓扑分析,并建立符合表达黄河口沙嘴延伸和发育的模型。就此指出沙嘴发育指数趋近于0时,其已发育至晚期的后阶段,加之科氏力和海洋动力的增强,依据平行四边形法则,现行流路上的河口沙嘴进入深水区再难以向海延伸,从而促使黄河入海流路“人工改汊”的综合治理。     

长江、黄河河口沉积物中生物标志化合物组成的初步研究

该文对长江口、黄河口以及废黄河口现代沉积物中生物标志化合物组成进行分析。结果表明 :长江与黄河沉积物中的生物标志化合物组成有较大的差别 ,长江沉积物中具明显奇偶优势的高碳数正构烷烃以及 C2 9甾烷的相对含量较高 ,Pr/Ph值较大 ,受陆生高等植物的影响明显 ;黄河低碳数正构烷烃和 C2 7甾烷的相对含量较高 ,Pr/Ph值较小 ,受陆生高等植物的影响较弱。甾烷、萜烷的成熟度指数显示长江高于黄河、现代黄河高于废黄河。这些差异主要受流域环境背景和流域内人文过程两大不同因素的影响     

黄河口潮滩泥沙絮凝研究

本文基于现场观测的絮团粒径、悬沙浓度及水动力数据,研究了黄河口南部潮滩泥沙絮凝特征。研究发现,黄河口潮滩絮团粒径在25.42～264.44 μm之间,平均为95.20 μm。水体紊动对黄河口潮滩絮凝的影响存在差异,紊动对絮凝促进作用的上限约为G_l=3.76 s⁻¹。紊动强度低于G_l时,紊动促进泥沙絮凝,絮团粒径随紊动加强而增大;反之水体紊动对絮凝主要起抑制作用,絮团粒径随紊动强度增大而减小。悬沙浓度对黄河口潮滩泥沙絮凝起抑制作用,同等紊动条件下高悬沙浓度对应的絮团粒径更小。黄河口潮滩絮团有效密度与粒径呈现负相关关系,沉速主要受粒径影响。本研究补充了对弱潮河口潮滩泥沙絮凝特性的认识。     

Deposits and depositional sequence nearby Iluanghe Harbour in the Huanghe River Delta

The sedimentary sequence of the upper 4 m deposits in the Huanghe Harbour Pit is as follows, 1, Distributary mouth bar deposits formed before 1964; 2. lower delta plain (tidal flat) and subaqueous delta lateral deposits formed in the period of 1964-1972; 3. deposits of crevasse splay and distributary channel near mouth, formed in the period of 1972-1974; 4. tidal flat deposits formed in the period of 1975-1984. The sequence shows superimposition of sedimentary environments parallel to coastline.     

长江与黄河河口沉积物环境磁学特征及其对比研究

对采自长江现行主河道和黄河入海口处的表层沉积样品进行了环境磁学参数的测量和对比研究.结果表明:长江和黄河河口沉积物的磁性载体主要是亚铁磁性物质,亚铁磁性矿物晶粒以假单畴-多畴为主,同时亦有超顺磁晶粒的存在;长江河口沉积物的磁性明显强于黄河河口沉积物,特别是质量磁化率、非磁滞剩磁及饱和等温剩磁,两者相对偏差在40%以上;在粗粒级沉积物(>0.063 mm)中,长江河口沉积物的磁化率与全样磁化率平均值差别较小,在4%左右;黄河河口沉积物差别很大,可达34%.两者的差别反映了长江和黄河沉积物中磁性矿物赋存方式的差异;长江和黄河河口沉积物磁性特征的差异与两者粒度特征对比明显.长江和黄河河口沉积物的这些磁学方面的差别是源岩特征和气候环境差异上的反映,可以作为判别两者物源的有效示踪剂.     

1855年黄河改道事件在渤海的沉积记录

通过对渤海柱状沉积物中粒度特征及常、微量元素含量变化的系统分析,揭示了1855年黄河改道事件在渤海中部的沉积记录,探讨了改道前后渤海沉积环境的变化。研究表明,2个沉积物柱样上部的粒度、元素含量特征均明显异于下部,可把两柱样分别划分为Ⅰ类、Ⅱ类两种类型,分别代表了黄河改道后和之前的物质类型。Ⅰ类沉积物平均粒径更细、分选更好,物质组成更接近于黄河沉积物;Ⅱ类沉积物平均粒径更粗、分选较差,物质组成更接近于渤海周边陆域物质;Ⅰ、Ⅱ类沉积物中Ni、Zn、Sr、Ba、Zr等5种元素含量差异明显,可作为区别黄河物质和渤海周边陆源物质的指标。黄河改道后研究区水动力环境趋弱,同时还使初级生产力下降,并且研究区的沉积环境由滨-浅海的氧化环境,转变为前三角洲、三角洲前缘的弱氧化-还原环境。     

1996-2020年黄河口清水沟流路海岸线动态演变及其与水沙量的关系研究

海岸线演变及其动态监测对沿海地区生态保护和可持续发展至关重要。受自然过程和人类活动的影响,黄河三角洲海岸线始终处于动态变化之中。本文基于1996-2020年黄河口Landsat系列卫星影像,利用数字岸线分析系统(DSAS),探讨了近25年来黄河口海岸线动态演变规律及其对黄河输沙量变化的响应关系。研究发现：现行河口地区海岸线平均向海淤进速率为260 m/a,老河口岸线平均变化速率为-167 m/a。调水调沙前,河口岸线整体处于蚀退阶段;调水调沙后,现行河口岸线初期快速淤进,后速率逐渐减缓,老河口始终处于蚀退状态。年内尺度上,现行河口岸线在调水调沙年份汛期前后淤进明显,非调水调沙年份汛期前后淤进缓慢,老河口岸线变化基本与年际变化一致。调水调沙前后,黄河入海泥沙量对岸线演变的影响程度加大,在年内尺度上对汛期前后现行河口岸线变化作用显著(R²=0.93)。     

Evolution history and trend of the modern Huanghe River Delta

The evolvement history of modern Huanghe River Delta tidal flat, coastline and underwater terrain were studied based on the analysis of remote sensing images and water depth data. Based on the analysis of seafloor terrain evolution on different historical stages, a formula simulating the erosion and deposition evolvement model of subaqueous Huanghe River Delta slope was proposed, and the evolvement trend of the subaqueous delta terrain was predicted. The result shows that the equilibrium transition zone is near the water depth of 12 m with seabed erosion in shallower water and accumulation in deeper water during the first 150 a after the river channel was deserted. In the meantime, the underwater slope became gentler and the coastal erosion rate became slow gradually. Then, the subaqueous delta slope changed to up concave from upper convex, and the shape of subaqueous delta disappeared. The coast type changed to silt-mud coast about 100-150 a after the river course was deserted. The erosion depth in the foot of the seawall is calculated based on the formula.     

流域人类活动与降水变化对黄河三角洲造陆过程的影响

利用海图和遥感影像资料,确定了不同时期黄河三角洲的造陆速率,并将造陆速率的变化与流域降水和人类活动的变化相联系.研究发现,三角洲造陆速率与年降水量之间具有正相关关系,与各项水土保持面积和人类引水量之间具有负相关关系.运用多元回归分析方法,建立了黄河三角洲造陆速率与年降水量、梯田林草面积、淤地坝造地面积、人类年引水量等因子之间的多元回归方程.该方程表明,年降水量越大,三角洲造陆速率越大;梯田、林草面积和淤地坝造地面积越大,三角洲造陆速率越小;人类净引水量越大,三角洲造陆速率越小.     

人类活动和自然演变共同驱动下黄河三角洲海域潮波及物质输运变化

在海堤建设等人类活动和三角洲蚀淤等自然演变的共同作用下,黄河三角洲岸线水深近年来发生了剧烈变化,同时也将引起邻近海域潮波系统及物质输运路径的重要变化。本文基于FVCOM数值模式,建立了黄河三角洲及邻近海域三维高分辨率潮汐、潮流及拉格朗日粒子追踪数值模型。通过与环渤海长期验潮站的潮汐调和常数、黄河三角洲临时潮位站和测流站的实测资料对比,模型结果验证良好,能较好反映黄河三角洲及邻近海域潮汐、潮流运动特征,并获得了2019年M₂分潮无潮点位置。通过设置1980年、2019年黄河三角洲岸线自然演变、海堤建设及相应水深地形变化的5个数值实验,结果表明：在人类活动与自然演变共同驱动下,黄河三角洲海域的M₂分潮无潮点向东南方向移动,主要影响因素为水深。黄河口向海延伸和海堤丁坝建设导致的岸线变化,对无潮点位置影响较小,但在该凸出岸段两侧形成余流流涡,使得黄河入海物质在莱州湾内停留时间变长,向渤海输运扩散的时间推迟。     

基于植硅体分析的黄河三角洲26kaB.P.以来古环境演变研究

利用位于黄河三角洲水下三角洲DYZK1钻孔沉积物¹⁴C年龄测定和浅地层剖面声学层序相结合构建岩芯时间序列,对96个沉积物样品进行植硅体分析,结合粒度参数和磁化率等岩性和生物地层垂向变化,恢复重建黄河三角洲古沉积和气候环境。结果表明指标参数存在显著的垂向变化规律,26.0kaB.P以来黄河三角洲沉积环境经历河流相—海陆过渡相—潮坪相—浅海相—三角洲相演变过程,植硅体分析表明:植硅体主要有尖型、平滑棒型、刺状棒型、冒型、长方型和扇型等类型。不同温湿度组合条件下植硅体形态组合基本不变,不同沉积时期植硅体含量变化具有规律性,表明同一沉积环境植硅体形态组合具有稳定性。尖型、平滑棒型、刺状棒型等主要类型植硅体在潮坪相和三角洲相沉积期间含量较多,而在浅海相和河流相沉积期间含量较少,但这种差异与温湿度之间不是明显的线性关系,这主要主要由于植硅体含量变化决定于植物生长对硅的需求。通过变差系数的比较分析,沉积物主要类型植硅体含量,在海陆过渡相和河流相沉积期间变化幅度较大,而在潮坪相和三角洲相沉积期间变化幅度较小。     

晚更新世末至公元前7世纪的黄河流向和黄河三角洲

大约距今9600～8500a黄河在苏北北部入黄海.黄河口与其南侧的长江口相距100多千米.两条大河巨大数量的入海泥砂形成了黄河-长江复合三角洲.根据南黄海西部全新世海相沉积物厚度变化、苏北响水县陈家巷QCA孔沉积序列、阜宁以南、泰州以北里下河洼地早全新世沉积序列及苏北沿岸砂脊的物质组成判断,距今8500a左右黄河向北流注入渤海,距今8500～7000 a海面上升过程中没有形成黄河水下三角洲,距今7 000 a黄河三角洲又开始形成.     

黄河口邻近海域浮游幼虫群落结构季节变化

基于2019−2020年4个季节的6个航次海上生态调查,研究黄河口邻近海域的浮游幼虫群落结构及其与环境因子的关系,旨在为海域生物多样性保护与重要生物资源养护提供科学基础。结果显示：在黄河口邻近海域,共鉴定出浮游幼虫16类,阶段性浮游幼虫是主要组成类群。浮游幼虫月均丰度以11月最高、1月最低。浮游幼虫香农−威纳多样性指数（H'）夏季（6−8月）高和秋冬季（11月至翌年1月）低。双壳类幼虫和无节幼虫是海区各季节的优势种及浮游幼虫总丰度的主要贡献者,腹足类幼虫、多毛类幼虫以及耳状幼虫、桡足幼虫等是季节性出现的优势种。春−夏间优势种组成更替率高。相对高丰度浮游幼虫主要分布于黄河口入海口附近、小清河口及莱州湾中部。基于浮游幼虫类群丰度组成的聚类分析,可将调查月和站位各分为3个不同的聚类组。月聚类组分别为春季（4月）、夏秋季（6−11月）和冬季（1月）,春季、冬季聚类组的代表类群是无节幼虫,夏秋季聚类组的代表类群是双壳幼虫。3个站位聚类组的组成站位的地理分布交错,代表类群都为双壳类幼虫和无节幼虫。多元方差（MANOVA）和相似性分析（ANOSIM）检验显示,海区内浮游幼虫的多样性指数、丰度、群聚结构等都表现为月间差异显著（p<0.05）,站位间差异不显著（p>0.05）。生物−环境逐步多重回归分析表明,影响浮游幼虫群聚结构的最佳环境因子组合为水温和浮游动物丰度。     

现代长江、黄河河口水下三角洲 不稳定性的对比研究

现代长江口、黄河口水下三角洲地区的海底上发育有大量规模形态各异的不稳定性现象。其中沙波和浅埋的生物气体是长江口水下三角洲发育的主要形态，而滑坡和一些冲蚀结构则是黄河口水下三角洲的主要类型；它们在分布上也有较大的差异，长江水下三角洲主要呈垂直岸线分布，而在黄河水下三角洲则表现为平行岸线分布；分析认为这些现象与其河口的沉积环境和动力机制密切相关。