水动力条件差异导致潮坪分形特征变化实例研究

研究区位于1964～1976年黄河由刁口流路入海时形成的三角洲潮坪.为进行石油开采在潮坪上构筑的交通设施对波浪形成了良好的屏障,水动力条件具有显著差异的屏障两侧潮坪是研究潮坪特征对水动力条件响应的天然实验场所.在屏障两侧各选择一典型区,实测地貌形态,取样品进行粒度成分分析,根据实测资料分析确定潮坪分形特征.发现水动力环境的强弱决定着潮坪的形貌、沉积物粒度分维值的变化规律.水动力环境强的一侧潮坪滩面分维值高,且随着初始计算网格宽度增大迅速降维;表层沉积物粒度分维值小,且离散性大.相反,在另一侧潮坪滩面分维值低,且随着初始计算网格宽度增大分维值无显著变化;表层沉积物粒度分维值高,且具有较好的一致性.当初始计算网格宽度增大到某个值时,两侧潮坪形貌分维值渐趋一致.在屏障两侧各沿一条与屏障大角度相交的测线取样,并各选择一点采取不同深度的样品做分析计算,发现在水动力条件弱的一侧,样品的粒度分维值表现为远离屏障逐步降维、随深度增加分维值增大的规律;相反一侧粒度分维值变化的规律性很不明显.讨论了水动力环境对潮坪分形特征影响机理.     

黄河三角洲区域水动力条件下岸滩侵蚀研究

An ideal nature system for the study of post-depositional submarine mass changing under wave loading was selected in the intertidal platform of the subaqueous Huanghe River Delta, a delta formed during period from 1964 to 1976 as the Huanghe River discharged into the Bohai Gulf by Diaokou distributary. A road embankment constructed for petroleum recovery on the inter-tidal platform in 1995 induced the essential varieties of hydrodynamic conditions on the both sides of the road. With both sides sharing similarities in （1） initial sedimentary environment, （2） energetic wave loading, （3） differential hydrodynamic conditions in later stages, （4） enough long-range action, and （5） extreme shallow water inter-tidal platforms; the study is representative and feasible as well. Two study sites were selected on each side of the road, and a series of measurements, samplings, laboratory experiments have been carried out, including morphometry, hydrodynamic conditions, sediment properties, granularity composition, and fractal dimension calculation of the topography in the two adjacent areas. It was observed that in the outer zone, where wave loading with high magnitude prevailed, the tidal flat was bumpy and exhibited a high erosion rate and high fractal dimension. Further, the fractal dimension diminished quickly, keeping with the enlarging of calculative square size. However in the inner zone, where the hydrodynamic condition was weak, the tidal fiat was fiat and exhibited a low erosion rate and low fractal dimensions; the fractal dimension diminished with the enlarging of calcu- lative square size. The fractal dimensions in the different hydrodynamic areas equalized increasingly as the calculative square size accreted to threshold, indicating that the hydrodynamic condition plays a significant role in topography construction and submarine delta erosion process. Additionally, the later differentiation of sediment properties, granularity composition, microstructure characteristics, and mineral composition     

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。     

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。     

Submarine groundwater discharge and benthic biogeochemical zonation in the Huanghe River Estuary

Submarine groundwater discharge(SGD) has received increasing attention by studies on coastal areas; however,its effects on biogeochemical zonation have not been investigated to date. The Huanghe River Estuary(HRE) is a world class river estuary with high turbidity, and heavy human regulation. This study investigated how SGD is related to the benthic biogeochemistry of the HRE. Based on the distribution of several parameters(e.g., salinity,temperature, dissolved oxygen(DO) levels, p H, radium iso...     

Studies on the regional feature of organic carbon in sediments off the Huanghe River Estuary waters

Organic carbon (OC) in definitely small area sediments(according to marine dimension)offthe Huanghe River Estuary is investigated in order to evaluate the feature of regional difference of physical and chemical properties in marginal sea sediments.The distributions of OC in sediments with natural grain size and the relationship with the pH,Eh,Es and Fe^3 /Fe^2 are discussed.In addition,OC decomposition rates in surfacial/subsurfacial sediments are estimated.OC concentrations range from 0.26% to 1.8%(wt)in the study area. Significant differences in OC content and in horizontal distribution as well as various trends in surfacial/subsurfacial sediments exhibit the feature of regional difference remarkably in marginal sea sediments. The complicated distribution of OC in surface sediments is due to the influence of bacterial activity and abundance, bioturbation of benthos and physical disturbance. The OC decomposition rate constant in surfacial/subsurfacial sediments ranges from 0.009 7 to 0.076 a^-1 and the relatively high values may be mainly related to bacteria that are mainly responsible for OC mineralization;meio-and macrofauna affect OC degradation both directly, through feeding on it, and indirectly through bioturbation and at the same time coarse sediments are also disadvantageous to OC preservation.In almost all the middle and bottom sediments the contents of OC decrease with the increase of deposition depth, which indicates that mineralization of OC in the middle and bottom sediments has occurred via processes like SO4^2- reduction and Fe-oxide reduction.     

江东大桥建设对钱塘江水动力的影响

应用二维水流数学模型模拟了江东大桥建设前后大范围的流场,比较了建桥前后水位、流速、流向等水动力因子的变化,评价了大桥建设对工程区域水动力的影响,并与物理模型试验的结果进行对比,分析了结果的合理性。研究成果为大桥的设计和管理提供了技术依据。     

现行黄河口保护区典型湿地植被时空动态遥感监测

滩涂植被是滨海湿地的重要组成部分,其动态变化影响着湿地生态系统的结构和功能。利用遥感技术监测和评估湿地植被的长期变化对于海岸带资源管理和生态保护具有重要意义。本文以多时相Landsat卫星影像为数据源,结合面向对象和随机森林算法实现现行黄河口保护区内典型湿地植被的精准分类,揭示了2000−2020年研究区内芦苇、盐地碱蓬和互花米草的时空变化特征。经验证,湿地植被制图的总体精度为84.74%～92.39%,Kappa系数为0.81～0.91。长时序的分类结果表明,芦苇是现行黄河口保护区内的优势物种,分布面积占比维持在6%以上且总体保持平稳增长;盐地碱蓬面积自2006年开始呈减少趋势,优势度不断减小且破碎化程度严重。互花米草由2002年的221.85 hm²增加到2020年的5267.79 hm²,其扩张过程可分为3个阶段：2008年以前为扩张初期,互花米草生长不稳定;2008−2014年为快速扩张阶段,年平均扩展率为54%,空间上表现为向海扩张侵占光滩和向陆扩张侵占碱蓬生境;2014年至今为缓慢增长阶段,进入生长的稳定期,年平均扩展率仅为9%。     

Fish species diversity in the Huanghe Estuary

I~IOXThe Huanghe River is among the largest rivers in the world. It is the cradle of the ChineseciviliZation, and haS a great importance in fisheries. There were some studies on the HuangheRiver fisheries, such as the Repert of the Basic Fishery Biological Su~ of the Huanghai Riber(Anon, 1960), The Fishery Resources Of the Huanghe Riber System (Anon, 1986a). With regard to the fish species diversity in the Huanghe Estuary, there were only some general information from Read of Ichth…     

长江口九段沙潮沟系统分维研究

以长江口九段沙为研究区,采用2013年8月13日的Landsat-8遥感全色波段得到的九段沙潮沟分布图,利用Horton-Strahler原则将九段沙潮沟进行了分级。然后使用网格法对各个等级的潮沟进行了分维研究,计算了九段沙不同等级的每个潮沟左右两侧的维数值,并结合潮沟的宽度大小,对其维数值进行了比较和分析。研究结果表明,九段沙相同等级潮沟中,潮沟左侧维数的变化范围大于右侧,即潮沟左侧发育的复杂程度大于右侧;不同等级潮沟宽度的最小值变化幅度不大,但潮沟宽度的最大值变化幅度较大;不同等级潮沟宽度的变化和其潮沟左右两侧维数差值变化的相关性较小;不同等级潮沟,无论左侧还是右侧,潮沟维数大小随着潮沟的等级数和潮沟的平均宽度的增大而增大。     

黄河口海域调水调沙期间大型底栖生物群落特性研究

黄河口海域大型底栖生物群落结构受到包括自然和人为在内的诸多因子的影响,本次研究以2011年调水调沙活动对该海域大型底栖生物群落结构的影响研究为主,分析其短期内群落结构的变化。调水调沙前、中、后期均采用同样的站位取样,分别为1～18号站位,按照距离黄河入海口的距离分为4个梯级,为5、10、20和40km。研究结果显示：调水调沙前、中、后期分别渔获大型底栖生物73,72和85种,重要种的数量分别为13,1和16种;所有种类可以统计为4个门类,为环节动物、软体动物、节肢动物和棘皮动物,其中,环节动物和软体动物占比重最大,而1982年其他学者对莱州湾大型底栖生物的研究显示,棘皮动物和环节动物占比重最大,这表明近30年该海域大型底栖生物的群落结构产生较大变化;BOPA指数显示,前期各站位水质较高,中期和后期分别有2,3个站位受到中等程度污染;ABC曲线分析说明,调水调沙中、后期,大型底栖生物群落受扰动较大;群落聚类分析和冗余分析（RDA）表明,大型底栖生物群落结构与环境因子关系密切,其中,调水调沙中期有机物对群落结构的影响最大,而后期的较大影响因子为水深。环境因子并不是单一作用于生物群落,而是几个环境因子共同作用,包括有机物、硫化物、重金属Hg和As等;不同环境因子造成群落结构变动的原因较多,其一可能是海水透明度的下降造成大型底栖生物的生长和繁殖受阻。本次研究重点表明,人类多元活动从短期和长期看对大型底栖生物的群落结构变动影响均较大,调水调沙活动对黄河口海域大型底栖生物的栖息地作用明显,改变其水温、盐度、群落扰动等。因此,应当加强对该海域入海陆源污染物的控制,加强对海洋生态平衡的保护。     

黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落结构及多样性的年间变化

为了解黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼的群落结构动态,分别于2014年、2015年、2017年和2018年的6月利用大型浮游生物网对黄河口及邻近海域进行4个航次的表层水平拖网调查。根据鱼卵、仔稚鱼的种类组成、数量分布等群落结构特征,运用生物多样性指数、聚类分析和皮尔逊相关性矩阵分析等方法对该海域鱼卵、仔稚鱼的资源分布进行了综合研究。结果表明,4年调查共采获鱼卵3 829粒,仔稚鱼234尾,隶属于7目14科15属。鱼卵的主要优势种为鳀（Engraulis japonicus）和短吻红舌鳎（Cynoglossus joyeri）,仔稚鱼的主要优势种为斑鰶（Konosirus punctatus）和虾虎鱼科未定种Gobiidae sp.。生物多样性各指数均以2015年最高,2018年最低。利用R语言对鱼卵、仔稚鱼年间种类组成相似性进行聚类,将4个调查年份划分为3组,各分组之间主要的分歧种均为鳀。生物多样性各指数与环境因子之间皮尔逊相关性分析表明,盐度与鱼卵、仔稚鱼生物多样性的关系较为密切。分析认为,黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落分布和多样性的年间变化特征体现了鱼类对环境变异的响应。     

黄河口及近海表层沉积物中烃类化合物的组成和分布

为探讨黄河口近海表层沉积物有机质中烃类化合物的分布特征及输运过程,2003年9月采集了南北两个断面表层沉积物样品,对沉积物中正构烷烃和多环芳烃进行了分析,结果表明,黄河口表层沉积物中正构烷烃和多环芳烃的含量分别为0.38~2.55和0.371~0.650μg/g。在南北断面两种烃类化合物的分布明显不同:北断面受石油平台影响,烃类化合物在口门含量较高;南断面受黄河输入影响,由于大颗粒易于沉降,而吸附烃类化合物的能力较强的小颗粒易长距离输运,使这两种烃类化合物的含量从河口到近海整体呈上升的趋势。与北断面相比,南断面受水生源影响相对较弱,而且水生源的贡献随着离岸距离的增加而加强,在最大浑浊带后水生源急剧增强;在南断面多环芳烃主要来源为热解源,北断面多环芳烃受热解源和石油污染的共同影响。     

现行黄河口冲淤特征和作用机制

根据１９７６年１０月至１９８８年９月连续１３年的黄河口滨海区的水深测量资料,运用水文学和数学方法进行规范化处理,采用计算机技术定量计算出冲淤量,给出冲淤的等厚度图。并分析黄河口淤积中心的变化与入海位置的关系及其冲淤特征和作用机制     

黄河口河海混合过程水中重金属的变化特征

在枯水期、丰水期采集黄河口的表底层水样,分析全水样铜、铅、锌、镉、铬、砷、汞浓度.结果表明黄河口水中重金属浓度:丰水期＞枯水期,且底层水总重金属浓度要高于表层.在从河入海过程中,总重金属浓度在河海混合过程阶段浓度变化较大,在枯水期整体上是由河向海的总重金属浓度逐渐降低,但部分金属在距离A03站位12.5 km附近有明显低值区,随后又有升高,主要原因为沉积物的再悬浮;在丰水期距离A03站点11.5～15 km,重金属浓度有低谷河段,随后又有一峰值,该位置比枯水期推后了约1.3 km.主成分分析表明,河水流量的大小和咸淡水的混合导致的泥沙的再悬浮和盐度影响到河海混合过程及河口重金属的浓度变化趋势.     

基于AMBI和M-AMBI指数的黄河口及邻近海域底栖生境质量评价

The protection of the biological diversity and the maintenance of the regional ecological integrity for the Huanghe （Yellow River） Estuary and its adjacent areas are practically significant and valuable. However, frequent human activities and natural climate changes have caused vigorous disturbances on the ecosystem in these sea areas. An objective assessment on the benthic habitat quality （BHQ） of the Huanghe Estuary and its adjacent areas is conducted, using AZTI＇s Marine Biotic Index （AMBI） and multivariate AMBI （M-AMBI） based on the data of macrobenthos in May and August 2011. The results show that both the indices do not correlate significantly, and their assessment results are greatly different. All of the samples assessed using the AMBI were ＂high＂ or ＂good＂, because the ecological group I （EGI） and the ecological group II （EGII） were dominant macrobenthic ecological groups in the research area. Owing to a low species＇ richness and a high individual abundance in some samples, the BHQ levels using the M-AMBI were worse than those of the AMBI. Significant correlations are observed between the M-AMBI, water depth, bottom water salinity and dissolved inorganic nitrogen, thus the M-AMBI could sensitively respond to environmental changes and distinguish influences from uninfluenced stations, but the AMBI could not. The consistent results between the AMBI and the M-AMBI mainly appeared in the uninfluenced （undisturbed or slightly disturbed） sta- tions. Therefore, the M-AMBI is more effective than the AMBI in assessing the benthic habitat quality in the Huanghe Estuary and its adjacent areas. Using the M-AMBI to assess the BHQ of the Huanghe Estuary and its adjacent areas, the results show that 3% of the stations are undisturbed and the BHQs are ＂high＂, and 61% of the stations are slightly disturbed and those of the BHQ are ＂good＂, and the rest are meanly disturbed and those of the BHQ are ＂moderate＂.     

黄河口总碱度保守与非保守行为探讨

为了阐明黄河口TAlk（总碱度）的行为特征及主要影响因素,根据2004年4月黄河口TAlk实测数据,结合其它化学要素的同步观测资料对其进行了初步探讨.研究结果表明： 黄河口水体在S〈24的区域范围内TAlk呈现出非保守行为,其中 S〈5时TAlk非保守表现为净TAlk的“亏损”, 即水体TAlk低于理论混合TAlk,是由于水体中DIC的沉淀作用引起;在盐度为8～24之间,TAlk非保守表现为净TAlk的“增加”,即水体TAlk高于理论混合TAlk,主要是由于水体中颗粒碳酸盐溶解引起;水体中的CO2参与了颗粒碳酸盐的溶解,并且很可能是影响水体中碳酸盐溶解的主要因素.     

珠江口伶仃洋地貌特征演变与纳潮能力变化研究

在自然和人为的双重作用下,珠江口伶仃洋地貌特征发生了巨大变化,改变了水动力环境,致使纳潮能力也发生深刻变化。本文以珠江口伶仃洋地貌变化和纳潮能力变化为研究对象,采用近百年来的古地图资料、人类活动和水文特征等资料,通过第四纪地质学、地图学、遥感学、历史地理学等方法,反演内伶仃洋形态变化过程,探讨1906年以来珠江口伶仃洋的地貌变化过程。采用岸线分维数、形状指数、纳潮量、潮差消减能力,定量反映地貌变化对纳潮能力的影响。结果表明,1906-2014年,地形演变造成伶仃洋纳潮量减少了14.50%;1971-2014年,伶仃洋纳潮量减少了11.27%。海岸线的变化引起纳潮能力逐渐变弱,潮差沿程变化率减小了0.23,尤其是自1971年以来,因堤围等建设,河口岸线逐渐平直,纳潮能力逐渐减弱。