黄河三角洲孤东近岸冲淤演变及其影响因素

为更好地了解近40年来孤东近岸的演变过程,以研究区剖面水深地形、Landsat影像和利津站水沙数据为数据源,采用遥感技术及数理统计法对研究区域岸线及面积变化进行监测计算,并分析1976—1986年、1986—1996年、1996—2002年、2002—2014年4个不同阶段的冲淤演变及影响因素。结果表明:(1)孤东近岸经历"强淤积-冲淤平衡-侵蚀-强侵蚀"4个阶段。孤东近岸海域由淤积向侵蚀转变始于1996年,且在2002—2014年间侵蚀最为严重,大部分近岸海域蚀深达到6～8 m,侵蚀最大深度超过8 m;(2)等深线变化时空差异明显,蚀退最先出现在北侧,且近岸5 m水深区域内冲淤变化较水深10 m内敏感;(3)研究区近岸侵蚀,离岸淤积,剖面冲淤平衡位置由CS19剖面的11 m水深变化到CS21剖面的5m水深;(4)黄河入海水沙的减少、河口人工改汊、孤东大堤建设和海洋动力作用都对孤东近岸的冲淤演变产生影响,维持研究区冲淤平衡的年均来沙阈值为3.78亿t/a。通过此来进一步探究孤东近岸演变进程,为孤东近岸防护提供科学指导。     

长江口青草沙水库前沿河床演变与失稳风险研究

位于长江口南北港分流口的青草沙水库是上海市最大的城市供水水源地,开展该水库前沿河床稳定性和失稳风险研究具有重要的理论意义和工程指导价值。基于此,利用长江口南北港分流口2000年至2013年期间实测的高精度地形资料,分析青草沙水库前沿河床近期地貌变化特征,为水库库堤安全预警提供相关理论支撑。结果表明:青草沙水库前沿河床冲淤变化在建库前后有明显差异,建库前总体表现为河槽冲刷、沙洲淤积,呈现准冲-淤振荡的性质;建库后变为幅度逐渐减弱的持续冲刷;沿河床河槽形态由U型向U型与V型河槽叠加的复式河槽转变。青草沙水库前沿沙体沿落潮主流方向下移,成形沙体呈先增长、再减少,最后趋于平衡的态势,隐形沙体大体呈减少趋势。青草沙水库库堤前沿近600 m位置是河床失稳的重点风险区域,尤其是水库库堤中上部河床处于不稳定状态,如前沿边坡所在河槽进一步逼近水库前沿,则河床面临进一步冲刷的可能。     

基于可见光遥感测深技术的长江口南支河段河势演变规律研究

以长江口南支河段为研究区,利用LandsatETM+遥感影像反演的1999年水下地形和该河段2002年实测水深数据,结合长江口来水来沙现状和河段特征,分析了河段的冲淤变化和沙体迁移规律,提出了需采取的治理措施。研究结果表明:(1)从1999到2002年南支河段总体发生冲刷,年平均冲刷量为0.1926亿m3,河道内白茆沙、新浏河沙和新浏河沙包的沙头年平均后退467,374和421m;(2)上、下扁担沙之间由于串沟发育,两者有分离的趋势,沙体5m等深线的变动格局显示两沙体沙尾向下移动导致新桥水道上段水深加深、下段南侧水深变浅;(3)固定白茆沙和上、下扁担沙沙体,对维持南支河段航道的航运、稳定南北槽河势具有重要作用。     

射阳港区双导堤建设前后冲淤变化及成因研究

基于近年来射阳港区水下地形数据和定点全潮水文观测资料,分析了双导堤建设前后冲淤变化特征,并对其成因进行了初步探讨。研究结果表明,研究区近6年来总体上以淤积为主,净淤积量约为65.23×106m3,年均净淤积速率约为7.9 cm/a;淤积区域主要分布于导堤两侧浅水区,侵蚀区域主要分布于导堤口附近。2008-2013年间研究区冲刷、淤积和相对稳定区域面积分别占15%、55%和30%。堤口东侧的SSW02站实测最大流速为1.54 m/s,北堤北部的SSW01站为1.4 m/s,无论是涨潮还是落潮,堤口均大于导堤北侧;导堤产生了沿堤水流和口门回流,改变了导堤两侧附近海域潮流方向并增大了口门处的沉积动力。研究区泥沙运动方式主要表现为波浪掀沙、潮流输沙;区域海流泥沙的沿程落淤和导堤挡流效应导致导堤两侧出现淤积,导堤产生的回流促使堤口冲刷和堤内泥沙回淤。导堤引起的局部流场变化是海底冲淤格局重新分布的主因。     

杭州湾北岸金山咀—龙泉港岸段近岸滩槽冲淤演变分析

以杭州湾北岸金山咀—龙泉港岸段边滩及海床为研究区域,利用1989—2014年实测及海图资料分析岸滩断面地形变化和岸段冲淤变化。结果表明:在该研究时段,岸段存在长期稳定的冲刷深槽;近岸海床的冲淤表现出“波动性”,5 m等深线(2014年)以浅区以淤积为主,5 m等深线以深冲淤更迭,1989年以来总体呈现冲刷态势。长江入海泥沙量变化为该岸段发生侵蚀/淤积的影响因子之一,台风大浪及海床侵蚀/淤积波的移动导致海床冲淤复杂化。     

GIS支持下近百年来闽江口海底地形地貌演变

利用ArcGIS建立了闽江口1913、1950、1975、1986、1999、2005年海底数字地形模型,在坐标系统和潮位基准面转换的基础上分析研究了闽江口的岸线、浅滩面积、海底冲淤和河口断面地形近百年来的变化特征．研究结果表明：①闽江口河道从1913年到2005年期间,梅花水道西段变窄,乌猪水道向东迁移,琅岐岛东岸淤积;梅花镇东侧的闽江口南岸岸线向前推进,但近年来推进速率明显减小．②梅花水道浅滩不断发育,闽江北支由单一的川石水道变成川石水道和壶江水道并存,并且闽江北支成为闽江入海泥沙的主通道．③1913—1950年间闽江口海底淤积较快,1913～1999年淤积速率逐渐减小,1986～1999年间出现净冲刷．④河口三角洲前缘在河口南部以侵蚀后退为主,河口区北部以进积为主．     

山东荣成天鹅湖沙坝水下岸坡地貌冲淤演变分析

山东荣成天鹅湖是一个典型的潟湖-沙坝系统。自20世纪80年代以来, 因受人类活动的影响, 天鹅湖环境系统发生了改变, 沙坝侵蚀后退严重。研究水下岸坡的冲淤对于认识潟湖-沙坝系统演变, 以及保护天鹅湖环境具有重要意义。本文以天鹅湖东侧沙坝水下岸坡为研究区域, 基于1960年至2014年的海图资料, 采用地理信息技术, 获得了天鹅湖东侧近岸海域多年水深数据, 进而分析了1960年以来天鹅湖东侧沙坝地区的等深线变化、冲淤变化以及固定剖面的地形变化。结果表明: 1960—1980年等深线整体向海推移, 而1980—2014年等深线向海推移趋势变缓, 1960—2014年潮汐通道口门处0m等深线向岸退缩了126.70m。天鹅湖水下岸坡在1960—1980年整体处于淤积的状态, 年淤积率为3.60cm∙a^-1; 1980—2014年侵蚀面积显著增大, 且呈现冲淤相间分布的特点, 年淤积率为0.79cm·a^-1。天鹅湖沙坝水下岸坡呈现上陡下缓的形态, 且潮汐通道口门北侧比南侧更易受到侵蚀。人类活动改变了天鹅湖的环境状态, 导致了天鹅湖水下岸坡的局部侵蚀后退。     

GIS支持下的长江口拦门沙泥沙冲淤定量计算

依据1842～1997年10幅不同年代的长江口海图资料,利用地理信息系统和数字化仪进行处理,建立不同时期的长江口水下数字高程模型,以此作为基础资料,实现了从横剖面、深泓线纵剖面、平面变化等不同角度对长江口拦门沙地区滩槽演变、岸线侵蚀、沙岛形成与变迁等进行研究.通过计算河槽容积,实现了对不同时段泥沙冲淤量的计算.结果表明,155a来拦门沙总的趋势是不断淤积,但不同时期淤积速度大不一样,个别时期甚至会发生一定程度的冲刷,这主要与动力条件的波动有关.1842～1997年,共淤积泥沙38.10亿t,平均每年淤积0.246亿t,约占长江来沙的5%,年均淤厚为1.1cm泥沙淤积部位主要在九段沙、横沙及横沙东滩、崇明东滩三处.发生冲刷的范围较小,仅占总面积的21.4%,主要在北槽,北港上段和南槽局部也有轻微的冲刷发生.     

天海达工程建设对附近海域水环境影响预测分析

运用三维海洋模型FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model),采用有限体积计算方法,引入了"干、湿"判断,建立了天海达工程附近海域的三维潮流和泥沙输移模型,预测分析了天海达工程建设后对附近海域水动力和地形冲淤的影响。结果表明工程建设后对其西侧潮流影响较大,东侧与南侧影响较小,且随着距离的增加,影响程度减小,在距离工程1200 m以外海域流速相对变化值大约在8%以内;工程建设前后,静风条件下,工程附近海域地形变化趋势基本一致,但由于岸线的改变,工程东西两侧500m范围内近岸海域淤积程度增大,淤积增大幅度范围为0.05～0.1 cm/a。     

龙口湾拦江沙坝冲淤稳定性研究

通过不同时期的水深对比对龙口湾拦江沙坝的稳定性进行研究,从其形成过程和现代泥沙运动的角度对拦江沙坝冲淤变化的机制进行探讨。研究表明,该沙坝范围和轮廓稳定,但坝体泥沙在波浪作用下发生沿坝输移和横向输移,在人工开口情况下有较为明显的冲淤响应。     

台风“利奇马”对山东省海阳市海滩演化过程的影响

通过无人机和滩面高程监测等技术手段,获取了1909号台风“利奇马”过境山东省海阳市前后的海滩监测数据,分析海滩在台风前后的整体形态和剖面冲淤变化,探讨了海滩演化对台风的响应规律。结果表明,台风过境后海滩整体形态以风成沙丘面积略有扩大、高?中潮带滩面发生下蚀和微地貌消失等现象为主。台风对海滩的影响以侵蚀为主,造成了约2.43×104 m3的侵蚀量,且主要发生在高潮带滩面;风成沙丘以弱淤积为主,但部分岸段发生严重冲蚀;后滨则受大风和冲越流携沙堆积后以弱淤积为主;中低潮带冲淤主要受其滩面坡度控制,表现为高坡度滩面冲蚀,低坡度滩面弱淤积,且台风过后形成多个小型水下沙坝。整体而言,台风“利奇马”对山东海阳海滩演化造成一定的影响,沉积物收支愈发亏损,进一步加重了海阳海滩的侵蚀程度。     

近44年来滦河口障壁岛演变过程及其影响因素研究——以唐山市龙岛为例

为掌握滦河口障壁岛的演变特征、为海岛保护与适度利用提供数据支撑，以唐山市龙岛为例，基于RS及GIS技术，分析了近44年来障壁岛的演变特征，并探讨了影响海岛演变的主要因素。分析显示，近44年来海岛面积和长度分别呈减少和增加的趋势，海岛质心位置向西南偏西方向迁移，海岛外海一侧岸线不断后退，平均后退速率达7.37 m/a，其中1978—1984年、1996—2003年、2008—2013年及2018—2019年海岛侵蚀后退明显。研究认为，由于滦河口的自然迁移，河流输沙减少，受沿岸输沙特征影响，海岛主体部分侵蚀而两端沙嘴处堆积，海岛自然状态下已出现5~6 m/a的侵蚀。航道整治挖岛及景区建设挖岛导致近年来海岸典型断面平均后退速率达到研究期内最大值14.27 m/a，海岛长度也出现明显减少，是影响海岛演变的首要因素。滦河流域大型水库的修建使滦河输沙急剧减少，海岛岸线侵蚀加剧、海岛面积明显减少，是研究时段内影响海岛演变的次要原因。风暴潮是影响海岛演变的主要的突发性因素，尤其是2018年内短期内密集过境的台风，造成海岛岸线典型断面平均后退达10.25 m。当前，海岛的保护与适度利用要遵循海岛演变特征，严格禁止不必要的挖岛采砂，并采取海滩修复、构筑透水潜堤等工程措施对重点功能区海岸线加以防护。     

浙江苍南近岸海域海床冲淤过程研究

近岸海床冲淤变化直接反映海区地貌稳定状态,由此影响海区物质迁移及水运资源可持续利用。基于此,本研究通过选择苍南海域不同时期的海图资料,基于ArcGIS平台探讨该海域多尺度海床冲淤过程,为研究区海岸港工建筑规划与评估提供理论指导。主要研究结果包括：苍南海域海床冲淤变化大致分为四个阶段,即1931—1970年大幅淤积,海床净淤积量达到169.47×10⁶m³,淤积强度为5.18 cm/a;1971—2005年海床淤积幅度减弱,海床净淤积量为12.24×10⁶m³,淤积强度为0.41 cm/a;2006—2009年海床由淤转冲,海床净冲刷量为14.70×10⁶m³,冲刷强度为3.60 cm/a;2010—2017年海床持续冲刷,海床净冲刷量为10.17×10⁶m³,冲刷强度为1.33 cm/a。除1931—1970年10 m等深线向海大幅扩张以及1971—2005年10 m等深线有部分向海扩张外,1971—2017年5 m与10 m等深线普遍向陆后退。2006—2017年,位于北关港内的2 m等深线也向陆后退。冲淤结果显示,苍南海域海床未来可能呈现弱侵蚀态势。其中,风暴潮频发导致海床经常性失稳加之长江入海泥沙的减少导致该区域泥沙补给不足,二者共同作用可能是该区域海床由淤积逐渐转为侵蚀的主导因素。     

800年来苏北废黄河三角洲的演变模式

根据历史资料、数据和相关研究,结合研究区域背景,分析苏北废黄河三角洲的演变。结果显示,岸线演变在发育阶段和侵蚀阶段分别为向海延伸约90 km和侵蚀后退约22 km,面积相差约800 km2,三角洲地貌演变表现为岸线平直-曲折-平滑-平直的过程。在废三角洲陆海相互作用的基础上,运用演化模式分析三角洲的演变过程。该三角洲演变可以分为7个演变阶段,发育期在径流和潮流作用下以沙洲并陆淤积延伸方式进行,侵蚀期在波浪和潮流作用下以沙洲合并侵蚀后退和淤积外长交替侵蚀的方式。泥沙输运、人类活动和气候变化对废三角洲的演变有重要影响,巨量的来沙是三角洲发育的原因,泥沙平衡被打破是侵蚀的主要原因。发育期中,泥沙输运影响淤积速度和位置,人类活动和气候变化影响黄河河道迁移、输沙量和产沙量;侵蚀期中,泥沙输运影响侵蚀状态,人类活动在一定程度上影响海岸带冲/淤,气候变化将影响三角洲的演变趋势。     

Evidence for erosion and deposition by the 2011 Tohoku-oki tsunami on the nearshore shelf of Sendai Bay,Japan

Ongoing geological research into processes operating on the nearshore continental shelf and beyond is vital to our understanding of modern tsunami-generated sediment transport and deposition. This paper investigates the southern part of Sendai Bay, Japan, by means of high-resolution seismic surveys, vibracoring, bathymetric data assimilation, and radioisotope analysis of a core. For the first time, it was possible to identify an erosional surface in the shallow subsurface, formed by both seafloor erosion and associated offshore-directed sediment transport caused by the 2011 Tohoku-oki tsunami. The area of erosion and deposition extends at least 1,100 m offshore from the shoreline down to water depths of 16.7 m. The tsunami-generated sedimentological signature reaches up to 1.2 m below the present seafloor, whereas bathymetric changes due to storm-related reworking over a period of 3 years following the tsunami event have been limited to the upper ~0.3 m, despite the fact that the study area is located on an open shelf facing the Pacific Ocean. Tsunami-generated erosion surfaces may thus be preserved for extended periods of time, and may even enter the rock record, because the depth of tsunami erosion can exceed the depth of storm erosion. This finding is also important for interpretation of modern submarine strata, since erosion surfaces in shallow (depths less than ~1 m) seismic records from open coast shelves have generally been interpreted as storm-generated surfaces or transgressive ravinement surfaces.     

海南岛西南海底沙波活动及底床冲淤变化

为了研究沙波迁移对底床稳定性的影响,通过对比分析2004—2006年连续3年的多波束海底地貌扫描数据,得出研究区域海底沙波的波长为5.8~91.8 m,波高0.1~4.3 m,陡峭度0.013~0.12,对称指数0.32~6.52。沙波的移动速率最大48.8 m/a,移动方向在研究区域西部为SE向,中部呈往复迁移,东部为NW向;沙波不同部位的迁移速率不同,一般的沙波尾翼迁移速率较大;同一组沙波存在反向扭转迁移的现象,反向扭转迁移的轴线位于研究区域沙脊的脊线附近,这种反向迁移不仅与底层流作用有关,还与海底地形关系密切;西部海底底床处于侵蚀状态,局部最大侵蚀量可达1.3 m,东部处于堆积状态,最大堆积量达2.8 m。     

半遮蔽型海滩剖面长期时空演化过程的经验正交函数分析

半遮蔽型海滩由于一侧海岬的差异作用而影响海滩的演变过程。本文以青岛石老人海水浴场海滩为例,基于对3条典型剖面连续11年现场监测的高程数据,利用经验正交函数(empirical orthogonalfunction,EOF)分析方法将该海滩各剖面高程数据组成的原始距平矩阵依次分解为相应的空间和时间特征函数,分析了石老人海滩的形态演化特征、蚀淤趋势及驱动因素,并采用方差总占比超过77%的前3个经验正交函数来反映此类海滩的基本演化情况,分别为:表征长时间尺度砂质海滩滩面最主要蚀淤变化趋势的第一模态、表征季节性蚀淤变化及其引起的滩肩剖面形成增长或削弱消亡的第二模态和表征人类活动、偶发因素或海岸地形等引起的具有随机性的不规律蚀淤变化的第三模态。结果表明:11年来石老人海滩经历了三个阶段,第一阶段为平稳期(2009年1月—2011年7月),第二阶段为突变期(2011年7月—2012年9月),该阶段之后至今,是第三阶段的平稳期(2012年9月—2019年12月)。海滩剖面在自然和人类活动影响下的高程变化范围在0.1—2.0m范围内。波浪是影响该海滩形态演化的最主要水动力因素,岬角对半遮蔽型海滩的差异庇护作用导致不同位置的剖面演化存在差异。高频率台风的影响、海平面阶段性升高并长期保持较高水平导致了远离岬角的开放岸段存在明显阶段性调整,剖面滩肩宽度减少约30m,岬湾内部剖面则相对稳定,目前海滩剖面形态在第二阶段突变期后达到了新的稳定状态。     

Morphodynamic Characteristics and Medium-Term Simulation of the North—South Passage Under the Impact of the Yangtze Estuary Deepwater Navigation Channel Project

The morphological evolution characteristics of the North-South Passage area since the construction of the Yangtze Estuary Deepwater Navigation Channel Project(DNCP) are analyzed on the basis of the measured data. A twodimensional morphodynamics numerical model of the Yangtze Estuary is established to verify the morphological evolution of the North-South Passage under the influence of the DNCP and to predict the future evolution in the next 40 years. Data analysis shows that the North Passage has experienced rapid adjustment stages and adaptive stages after the construction of the DNCP. Slow erosion occurred along the main channel, and slow siltation could be observed in the area between the groins. The South Passage showed a state of upper section erosion and down section deposition. At present, the whole South Passage is in a slight erosion state. According to the numerical model, the eroding and silting speed of the North Passage will slow down in the future. The present state that erosion occurs in the main channel and siltation occurs between the groins will continue. The South Passage will still maintain upper section erosion and down section deposition in the future. Due to the main channel erosion of the North Passage and siltation of the South Passage, the sediment division ratio of the North Passage will increase in the future but still be smaller than 50%. After morphological evolution of 40 years, the direction of residual sediment transport caused by M2 and M4 tidal components in the North Passage has not changed, but the transport rate will decrease. It is considered that the morphological evolution of the North-South Passage could reach a relatively stable state after 40 years.     

黄河三角洲北部岸滩的侵蚀演变

为研究黄河三角洲海底冲刷演变规律,2004年6月和9月,在黄河三角洲北部、飞雁滩以东岸段进行了2次共21条水深剖面测线的调查工作。通过1985年、1999年两期历史水深资料与本次实测水深资料的对比研究发现:自1985年以来,研究区一直处于冲蚀状态,1999年以后局部区域出现微弱淤积,侵蚀中心逐渐向东南、向岸迁移。测区总体演变趋势以侵蚀为主,强度逐渐减弱,并向冲淤平衡缓慢过渡。     

Morphological evolution of a large sand bar in the Qiantang River Estuary of China since the 1960s

A large sand bar develops in the inner Qiantang River Estuary, China. It is a unique sedimentary system,elongating landwards by about 130 km. Based on long-term series of bathymetric data in each April, July, and November since the 1960 s, this study investigated the morphological behavior of this bar under natural conditions and the influence of a large-scale river narrowing project(LRNP) implemented in the last decades. The results show that three timescales, namely the seasonal, interannual a...