大河口潮滩地貌动力过程的研究—以长江口为例

该文阐述河口潮滩的发育依赖于河流泥沙来源，河口动力和海底地形诸方面的有利条件。长江口潮滩在世界大河三角洲潮滩发育中独具特色，大河口潮滩的平面形态有“长条状”，“裙状”，“沙明状”和“江心洲”型，横剖面形态有“宽缓型”，“陡岩型”和“侵蚀岩型”。主河道两侧潮滩水流基本上是往复流，但岛屿面向外海一侧的潮滩是旋转流，潮滩近底流速随着高程的增大而减小，虽然潮汐始终是潮滩水动力的控制因子，但径流起着加强落潮流和改变流速不对称性的作用，潮滩上的波能随风力，水深，滩坡和植被状况而变化，长江口潮滩水体属高浑浊水体，悬沙浓度变化于每升几百毫克至每升几万毫克之间，在总体迅速淤涨的背景下，大河口潮滩存在不同时间尺度的冲淤循环。     

长江河口北槽非均匀泥沙起动分析

20世纪80年代后期以来,长江河口的北槽被开辟为上海港的入海通道,深水航道工程也在此修建,现在长江口的深水航道工程一期工程已经结束,一期工程后的航道治理的效果如何,其主要指标之一是看航道泥沙的落淤的程度,泥沙回淤港池的动力条件很复杂,而多种动力条件引起的泥沙起动也是判断河槽冲淤的重要特性之一.利用一期工程结束后2003年长江河口北槽枯季调查的资料和窦国仁、张瑞瑾、唐存本的泥沙起动公式,计算长江河口北槽的泥沙起动流速,并对结果和实测值进行了对比,得到深水航道所在的北槽底部泥沙的流速远大于该地泥沙的起动流速,故河槽将进一步加深,向更有利的方向发展.     

近20年辽河三角洲地貌演化

运用钻探和浅地层探测等最新调查成果,对近20年的辽河三角洲潮流沉积进行了研究.根据不同时期水深地形和卫星影像资料对比分析了现代辽河三角洲潮流地貌变化.现代辽河三角洲的沉积主体位于双台子河口.研究区10 m深度内的地层主要包括:潮滩相、潮道相和浅海相沉积,其下为古三角洲相.潮滩相沉积物以砂和粉砂为主,分选中等,跳跃和悬浮组分各占50%左右:浅海相和潮道相沉积物主要为软弱的粘土质粉砂和粉砂质粘土,以悬浮组分为主.全新世以来至1896年,研究区为古辽河、古大凌河和绕阳河之间的小海湾.1896年,双台子河被人工开挖为分洪河道以来,口门外形成盖州滩等潮滩,并快速发育.1958年,双台子河建闸后,人海径流量和输沙量减小.目前.双台子河口整体处于淤积状态,潮滩面积不断增加,整体向南、西、北3个方向扩展.潮滩最大淤进速率为87～683 m/a,平均淤积速率为0.189 m/a.潮滩东侧局部发生侵蚀,平均侵蚀速率为0.122 m/a.潮道面积缩小,具有向西、向北迁移的趋势,最大迁移速率为48～200m/a.双台子河口地貌发育受径流、海洋动力和人类活动的影响,沉积物的主要来源由双台子河河流输沙演变为潮流和沿岸流输沙.     

中国特有盐沼植物——海三棱藨草的现状及保护利用

海三棱藨草Scirpus mariqueter是中国特有盐沼植物,也是长江口淤涨型潮滩的典型盐沼先锋植物。在自然状况下,盐沼植被依照盐渍藻类—海三棱藨草—芦苇进行演替。近10年来,由于受长江口的高强度围垦、外来入侵种互花米草的大面积引种和长江中上游来沙量的锐减及全球气候变暖引起的海平面上升的迭加效应影响,海三棱藨草的面积呈加速缩减态势,如若不及时采取相应的保护措施,海三棱藨草将面临灭种的威胁,并由此带来长江河口滩涂湿地生态系统结构和功能的改变。为此,需对长江口滩涂围垦、互花米草种植促淤的人为措施进行深入研究,以保护好中国特有的盐沼植物海三棱藨草,维持长江河口湿地生态系统结构和功能的完整性,更好地发挥其湿地生态系统的服务功能。     

黄海南部海门近岸牡蛎礁发育的物质基础与环境背景

中国的现代牡蛎礁多发育在河口,但位于黄海南部的海门市近岸牡蛎礁却发育在非河口地区。利用对岩芯和剖面进行的岩相、粒度、硅藻及¹⁴C年代等因子的分析测试数据,对黄海南部的海门市近岸牡蛎礁的发育场所和环境背景进行了探讨。结果发现,该地在距今5630年左右发生了一次重要的沉积环境变化,由之前的潮间带环境转变为之后的河口砂坝或者受河口影响的潮流砂脊相环境,形成了适宜牡蛎生长和牡蛎礁发育的条件。尽管牡蛎礁现在出露在粉沙淤泥质潮滩上,但是其发育的基底不是粉砂淤泥质潮滩,而是河口砂坝或者受河口影响的潮流砂脊。黏土矿物特征还显示出,海门牡蛎礁的发育还与长江口的影响密切相关。     

长江入海泥沙的交换和输移过程——兼论泥质区的“泥库”效应

采用粒度谱的计算方法分析高浊度河口混合环境下悬浮泥沙和表层沉积物的交换过程,研究悬浮泥沙在河口—陆架系统的输移和归宿问题。分析表明:(1)大约有47%的悬浮泥沙沉积在长江口拦门沙海域及水下三角洲前缘,超过50%的悬浮泥沙摆脱河口的"束缚"进入杭州湾以及向南沿浙闽海岸输运,122.5°～123°E是长江悬浮泥沙向东扩散的重要界限。本文提供的粒度谱计算方法可适用于多种潮汐环境的泥沙输运和沉积的定量计算。(2)长江口悬浮泥沙与表层沉积物高交换区(交换率>0.6)主要分布在南槽口外的泥质区和杭州湾附近海域,其中长江口外泥质区的交换率高达0.9以上,说明该区域悬浮泥沙大量参与供沙和造床过程。在10～100年尺度上,长江口南槽口外的泥质区和杭州湾存在着一个显著的沉积中心,其泥沙交换速率可高达2～3cm/a以上。(3)由于受沿岸流和台湾暖流的影响,从长江口输出的大部分悬浮泥沙首先沉积在长江口南槽口外的泥质区,随后在潮流的作用下向长江口、杭州湾和沿海岸向南输运,泥质区充当了长江口系统泥沙输运和入海泥沙向南输送的"泥库"。长江口泥质区既是长江入海泥沙向口外输送的泥沙"汇",也是涨潮输入长江河口和杭州湾、浙闽沿岸泥质带的泥沙"源"。(4)由于长江口外余流向南槽口外汇聚,南槽口外含沙量较高,而且长江口水下三角洲前缘潮滩仍处于缓慢淤涨状态,上述水动力和地貌的综合分析证实了长江口外泥质区的"泥库"效应。在长江入海泥沙减少的背景下,"泥库"对河口地貌发育的贡献明显;随着流域减沙的不可逆转,口门附近的"泥库"将发挥愈来愈重要的向河口系统供沙的功能。     

长江口深水航道30年空间特征变化研究

根据1973-2003年6幅长江口海图资料,建立不同时期长江口深水航道水下数字高程模型, 对航道治理前后30 a的冲淤状况、纵剖面水深变化以及空间模拟等进行研究. 结果表明,30 a来深水航道冲淤交替出现,总变化趋势是冲刷.航道冲淤除与 水动力条件有关外,与治理工程也有密切联系.长江口深水航道治理一期工程结束后,水深明显加深,坡度比变大,主航道呈现平顺的“U”形河道景观.     

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.     

人类活动对苏北潮滩发育的影响

江苏北部潮滩宽阔而平坦,历史上就是人类活动比较频繁的地区。随着对潮滩开发利用强度和深度的增加,人类对潮滩发育的影响越来越显著。潮滩剖面自然发育的均衡形态为上凸型;潮滩被围垦并建堤后,改变了原有的水沙动态平衡关系,潮滩剖面形态发生了调整,海堤附近的潮水沟则不断被淤积。大米草和互花米草等植被的引种改变了潮滩生态结构,由于植被能降低水流流速和波浪能量,起到捕捉沉积物的作用,因此能增加潮间带滩面的淤积速率,改变潮滩分带结构;此外,植被的存在还影响到滩面潮水沟的形态。港口工程的建设改变了沉积物的输运方向。     

三角洲前缘岸滩对河流来沙减少响应的敏感性探讨——以长江口门区崇明岛向海侧岸滩为例

利用ArcGIS对1977—2004年不同时段的长江口崇明岛向海侧水下地形测量资料进行处理,并结合该区的潮滩历史遥感图片、现场高程测量以及同期大通站输沙率资料,探讨三角洲前缘岸滩冲淤演变对河流来沙减少响应的敏感性。结果表明:研究区岸滩的淤涨速率总体上在年代以上时间尺度随着长江来沙减少而下降,但由于局部滩—槽演变和海洋动力条件的影响,某些年代内和某些部位可能出现相反的趋势,使岸滩演变对河流来沙减少的响应变得复杂化。在此基础上预测今后几十年研究区的冲淤趋势。     

基于影像间潮滩地形修正的海岸线监测研究——以黄河三角洲为例

针对潮滩环境中潮汐和坡度变化对海岸线变化监测的影响,提出一种通过两景影像计算潮滩坡降进而准确获得海岸线的方法,并利用坡降值估算潮滩体积。以岸线变化较剧烈的黄河三角洲南部的甜水沟口至小清河口的粉砂淤泥质潮滩为例进行应用研究。结合遥感影像、实测固定断面数据和水深测量数据分析表明,影像间的潮差对坡降估算值虽有较大影响,但选择合适潮位估算潮滩坡降是可行的,估算坡降的最小相对误差可达0.2%,均方根误差小于实测坡降一个数量级。1973-2009 年甜水沟口至小清河口14 个年份的岸线变化分析显示,黄河改道对本区的直接淤积影响在甜水沟向南3 km范围内,最大淤积区位于甜水沟口附近,年均淤积率31 m/a,而后在1989-2002 年海区南部出现较大幅度淤积,主要为黄河入海水沙直接或间接淤积造成的;研究时段内岸滩总体演化趋势为蚀退,最大年均蚀退速率51 m/a,黄河改道造成的海洋动力变化是影响本区海岸冲刷的主要因素。验证表明,本文方法计算的潮滩体积用于指示海滩冲淤变迁是合理可行的。     

黄河三角洲岸线及现行河口区水下地形演变

根据实测的岸线和水深数据,利用Surfer 和Mapinfo 等软件进行数据处理,结合不同阶段利津站输沙量,分析了黄河三角洲岸线及现行河口区水下地形演变。结果表明:1953-2000年,68%左右的入海泥沙淤积在口门和滨海区。由于入海流路变迁,不同岸段的岸线变化具有各自的特征。刁口河流路以西岸线基本稳定;刁口河流路以东—孤东油田以北岸线经历先淤后冲,属于强侵蚀岸段,但在防潮大堤的保护下得到人为控制下的稳定;清水沟流路形成的岸线整体向海淤进,但清8 出汊后,清水沟老河口沙嘴南侧出现侵蚀。1976-1996 年,现行河口(清水沟流路) 水下地形总体上表现为淤积,顶坡段变缓,前坡段变陡。1996-2005 年,清水沟老河口水下地形顶坡段和前坡段发生侵蚀,底坡段呈现淤积;出汊新河口水下地形继续淤积,但程度和范围都比1976-1996 年的小。孤东油田近岸侵蚀加剧。     

珠江河口磨刀门的整治与地貌演变

从排洪通道、航运通道、排水通道的形成以及浅滩围垦等方面阐述磨刀门10 a综合整治的效 果.口门延伸、平原扩展及地貌类型、沉积构造及冲淤变化反映了近20多年来磨刀门从浅海 湾演变为三角洲的过程.“磨刀门外水下三角洲”未来的发展趋势受沉积基础、水动力条件 、泥沙运动和沉积作用的影响.由于水动力从径流优势型转变为径流-潮流优势型,沿岸流 、风暴潮、波浪的作用增强,使得口外海域的滩槽向西南方向延伸.未来“磨刀门外水下三角洲”治导线的布设应为南偏西,并保持大喇叭口态势.     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

Integrating remote sensing, geographic information system (GIS) and fractal theory, change characteristics of tidal flats and tidal creeks in the Huanghe (Yellow) River Delta over the period of 1986-2001 were discussed. The results show that evolutions of tidal fiats throughout the Huanghe River Delta are influenced by various factors, and that progressive succession and regression of tidal flats concur in different coastal segments of the delta. Human activities have played an increasingly important role in the succession process of tidal flats. Due to land reclamation in coastal zones of the delta in the last 15 years, lots of tidal flats were occupied, the artificial coastline migrated seaward (the maximum change rate was 0.8 kmyr^-1) and tidal creeks became sparser (the highest decreasing rate of length of tidal creeks was 14.9 kmyr^-1). Except for two coastal segments from the Tiaohe Estuary to the 106 Station and from the south of the Huanghe River mouth to the north of the Xiaodao River Estuary,fractal dimension values of tidal creeks in the remaining coastal segments of the delta decreased. In addition, the time dimension, sediment fluxes into the sea, waves and tidal-currents have profound influences on the evolution process of tidal flats. Four types of tidal flats-river-dominated tidal flats,tide-dominated tidal flats, wave-dominated tidal flats and man-dominated tidal flats can be identified.Owing to the intensification of human activities in coastal zones of the delta, man-dominated tidal flats have become the main kind of tidal flats.     

认识珠江,保护珠江--试论广州至虎门潮汐水道的特性和保护问题

广州城下的珠江（广州至虎门）下属河成水道,而是潮道－潮成水道。论述了这一水道的成因和动力地貌特点,强调指出了这一潮道体系中潮滩和潮汐汊道存在的重要性。认为洙江的保护必须首次注意保护好潮滩（潮道中的近岸浅滩）,即不要再缩窄江面;其次是不能随意将潮道四周平原上的潮汐汊道堵塞或消灭     

西江河口(磨刀门)沉积环境分析

本文采用粒度概率曲线、频率曲线与粒度基本参数相结合的方法,分析西江河口(磨刀门)沉积环境,重点探讨河口拦门沙及其沉积结构的形成。认为波浪作用是西江河口拦门沙形成的主要动力;对粒度概率曲线的过渡式和双跃式加以区别,并探讨其成因。     

Morphodynamics of intertidal bars in wave-dominated coastal settings — A review

Intertidal bar systems are ubiquitous features on wave-dominated beaches in coastal settings with a significant (> 1 m) tidal range. Depending primarily on the wave conditions and the tidal range, and to a lesser extent on the nearshore gradient, they can assume a variety of forms. Slip-face bars represent the most pronounced and dynamic intertidal bar morphology, and are generally found on their own around the mean high tide level. They usually form low on the intertidal beach after storm-induced beach erosion and develop into a berm under prolonged calm wave conditions. Low-amplitude ridges and sand waves represent multiple bar morphologies. The bars occur across the entire intertidal profile and they remain present throughout the year. Multiple intertidal bars tend to be rather subdued and relatively static, especially sand waves, and their origin remains unclear.The morphological response of intertidal bars to changing wave conditions is largely forced: bars build up and migrate onshore under calm waves, and are flattened and may migrate offshore during storms. The morphological response is, however, significantly affected by relaxation time effects and morphological feedback, particularly on beaches with multiple intertidal bars. Despite their morphological differences, the intertidal bar types exhibit pronounced similarities in their morphodynamics. Sediment transport processes and morphological response are principally controlled by the tidal water levels on the beach, because these, together with the offshore wave energy level and the beach morphology, determine the type, intensity and duration of the wave processes operating on the cross-shore profile.It is the dominant importance of tidal water level variations and wave processes in shallow water depths (swash and surf zone bores), rather than wave height variability and deeper water wave processes (breaking and shoaling waves), that constitutes the main difference between intertidal and subtidal bar morphodynamics.     

River mouth bar formation, riverbed aggradation and channel migration in the modern Huanghe (Yellow) River delta, China

This paper addresses the recent (1970s–1990s) processes of river mouth bar formation, riverbed aggradation and distributary migration in the Huanghe River mouth area, in the light of station-based monitoring, field measurements and remote sensing interpretation. The results show that the morphological changes of the river mouth bar have been closely associated with the largely reduced fluvial discharge and sediment load. Landform development such as bar progradation occurred in two phases, i.e. before and after 1989, which correspond to faster and lower bar growth rates, respectively. Fast riverbed aggradation in the mouth channel was strongly related to river mouth bar progradation. During 1976–1996, about 2.8% of the total sediment loads were deposited in the river channel on the upper to middle delta. Therefore, the river water level rose by a few meters from 1984 to 1996. The frequent distributary channel migration, which switched the radial channel pattern into the SE-directed pattern in the mid-1980s, was linked with mouth bar formation. Marine conditions also constrain seaward bar progradation. Furthermore, the history of river mouth bar formation reflects human impacts, such as dredging and dyking in order to stabilize the coastal area.     

黄河河口延伸与下游淤积关系研究中的问题分析

阐明了黄河河口延伸与下游淤积关系问题的实质,指出了黄河河口延伸与下游淤积关系对时间尺度的依赖性,进而深入探讨了以前研究这一问题所用论据的合理性题。分析结果揭示,那种认为黄河下游淤积由河口延伸控制和河口延伸作用局限于近口河段的说法都缺乏令人信服的证据。     

江苏海岸侵蚀过程及其趋势

江苏省侵蚀海岸的总长度为 30 1 7km ,分为 4段 :废黄河三角洲海岸、港海岸、吕四海岸以及海州湾的沙质海岸。各段海岸侵蚀原因不同。废黄河三角洲海岸是因黄河改道失去泥沙来源 ;吕四与港海岸则因辐射沙洲调整过程中滨岸水道的向岸移动造成的 ;而北部沙岸则是因人类活动 (上游建设水库及开挖海滩沙 )的干扰。江苏海岸是一个沉积物准封闭系统 ,全球性海平面上升将加剧这一侵蚀过程 ,预计未来侵蚀海岸的长度将增加 ,辐射沙洲区的外围沙洲将因侵蚀而向中心区退缩。一些目前是隐型侵蚀的岸段将向显性侵蚀的阶段发展。由于连云港到长江口北支的岸段是软性海岸 ,缺乏硬质节点 ,在没有建造大型人工设施的前提下 ,估计江苏海岸动态及制定开发规划时必须考虑平直化的大趋势。