黄河调水调沙影响下的现行三角洲叶瓣冲淤演化格局

基于1986—2013年的黄河水文泥沙资料,研究了黄河实施调水调沙以来入海泥沙在通量和粒度组成上的变化特征,揭示了调水调沙影响下黄河入海泥沙通量增加、悬沙粒径粗化的趋势。从2002年调水调沙实施后,现行黄河三角洲叶瓣由侵蚀转为淤积,现行河口处淤积明显,逐渐形成一个饱满的“楔子”。然而,随着调水调沙的持续冲刷,下游河床逐渐粗化,2006年以后径流的冲刷效率不断降低,入海泥沙通量持续降低、悬沙粒径变细。若维持目前调水调沙流量不变,现行黄河三角洲叶瓣造陆速率将逐渐减缓,甚至可能出现蚀退。     

百年来黄河三角洲东北部毗邻海域沉积记录演化及其影响因素

通过对黄河三角洲东北部毗邻海域采集的多个沉积物岩心,开展系统的沉积物粒度、有机碳氮及其同位素特征的分析,结合210Pb年代测定,探讨研究区近百年来高分辨率的沉积记录及其变化的主要因素。研究表明:岩心O3、M2和B63处于相对稳定的沉积环境中,沉积物的粒度分布都呈阶段性变化但表现出差异性,O3和M2自1976年以来沉积物粒度出现粗化,而距离现行河口较近的B63则变细之后粒度粗化,在沉积物的上段C/N和δ13C的变化都反映了陆源有机质输入的增加。黄河1976年改道使三角洲北部和东部海域的沉积环境发生改变,O3和M2受再悬浮泥沙的影响粒度变粗,废弃三角洲叶瓣再悬浮泥沙对研究区的供给量增加,导致O3和M2接受更多陆源有机质的供给。而B63受到更多较细粒黄河入海泥沙影响,粒度变细,陆源有机质输入也增加。黄河入海水沙的阶段性递减和调水调沙工程导致输运至研究区的细粒物质减少,使岩心B63沉积物上段层位的粒度变粗。     

山东半岛东部近岸表层沉积物放射性核素的季节性变化及其环境指示意义

基于2019年4月、7月、10月、12月渤黄海共享航次取得山东半岛东部近岸H01和H02站位多个季节沉积物样品,通过低本底γ能谱仪分析得到其表层沉积物放射性核素7Be、210Pbex、228Thex和 137Cs活度数据。结果表明,短半衰期核素7Be、228Thex与长半衰期核素210Pbex、137Cs在同一站位的季节分布存在差异,同一核素在H01和H02站位的季节分布也存在差异;H01站位的7Be和228Thex,H02站位的210Pbex和137Cs,受表层沉积物粒度影响较不明显,7Be和228Thex的季节变化受悬浮物质的输运和沉降的影响显著,而210Pbex和137Cs更多指示的是环流作用下的沉积物再分配;与H02相比,H01站位表层沉积物核素变化受大气沉降影响较低。H01和H02站位分别位于“Ω”形泥质体顶部和东部边缘,其物源和沉积动力环境存在差异,放射性核素7Be、210Pbex、228Thex和137Cs在示踪物质输运和沉降过程中具有重要意义。     

黄河清水沟废弃河口冲淤时空变化特征

黄河于1996年人工改汊至清8入海是导致清水沟废弃河口岸线蚀退和海底侵蚀冲刷的主要诱因。但目前有关清水沟废弃河口海底冲淤演化对黄河人工改道的响应的认识尚有不足。因此,利用现代黄河三角洲毗邻海域多年的水深资料和Landsat卫星遥感影像,综合分析了清水沟（废弃）河口在1996—2015年的岸线变化及冲淤时空变化。结果表明：黄河清水沟废弃河口沙嘴两侧蚀退速率的变化存在明显的时空差异性。黄河改道初期（1996—2002年）,研究区海底冲刷速率较快,年均冲刷速率约为0.03～0.05 km3/a;2002—2007年,研究区海底冲刷速率大幅降低至约0.02 km3/a;2007—2010年,随着黄河口位置再次向北迁移,研究区海底年均冲刷速率增大至约0.026 km3/a;2010—2015年,研究区海底年均冲刷速率减缓至约0.01 km3/a,远小于1996—2002年黄河改道初期时的水平。同时,基于Delft3D模式构建了黄河三角洲高分辨率三维水动力模型,定量研究了清水沟废弃河口潮流与冬季波浪变化对海底冲淤变化的影响,结果表明波浪和潮流在河口侵蚀过程中扮演着不同的角色。一方面,潮流与波浪在三角洲前缘斜坡处形成的高底剪切应力区是使得该区域形成侵蚀中心的主要原因。清水沟废弃河口岸线不断向陆方向蚀退以及侵蚀冲刷所造成的研究区整体水深增加使得潮流与波浪对海底的侵蚀冲刷作用逐渐减弱,最终使得近年来研究区海底冲刷速率不断减缓。另外,波浪在河口近岸区形成的高底剪切应力是造成河嘴两侧叶瓣差异侵蚀和近岸区形成侵蚀中心的主要动力机制。同时,潮流、波浪与海底冲淤变化间的相互作用对于该区域冲淤演化模式有着重要影响。     

渤、黄海颗粒有机碳空间分布及交换通量的季节性变化

海洋是地球上最大的碳库,对大气中的CO2起着调控作用,在减缓全球变暖过程中起着重要作用。渤、黄海是典型的封闭-半封闭型陆架海,深入探讨渤、黄海颗粒有机碳（POC）变化特征和输运通量,对区域碳循环和海洋碳通量研究具有重要意义。通过2010年春秋两季、2016年夏季和2012年冬季渤、黄海的大面积实测数据,结合MODIS卫星遥感影像反演的叶绿素a（Chl-a）,探讨了渤、黄海POC空间分布、影响因素、碳库及交换通量的季节性差异。结果表明：春季POC浓度最高,平均浓度0.34 mg/L;夏季次之,平均浓度0.30 mg/L;秋季平均浓度0.27 mg/L;冬季最低,平均浓度0.17 mg/L。不同季节POC空间分布基本一致,整体呈现“近岸高、离岸低,表层低、底层高”的特点,高值区主要位于黄河三角洲、山东半岛东侧和苏北浅滩-长江口北附近水域,低值区主要集中在南黄海中部深水区。不同季节影响POC分布的因素不同,春、秋两季受径流输入、沉积物再悬浮和浮游植物共同影响,夏季主要受控于浮游植物初级生产,沉积物再悬浮是影响冬季POC分布的主要原因。渤、黄海POC碳库呈明显的季节性变化,春季碳库最高,渤海与黄海分别为1.32×106 t和6.71×106 t;冬季碳库最低,渤海与黄海分别为7.21×105 t和3.39×106 t。约有6.55×105 t/a POC通过渤海海峡由渤海进入黄海,POC输运主要集中在夏季。     

典型海岸带城市扩张的多源遥感监测与预测——以青岛市为例

本文利用自1995年以来的4期DMSP-OLS、NPP-VIIRS夜光遥感影像与Landsat多光谱遥感影像,分析了青岛市近25年的城市建成区范围、各市区边界形态与扩展趋势,并结合土地利用分类、路网、POI、DEM等多源驱动因子及元胞自动机-马尔可夫（CA-Markov）模型,模拟并预测了2027年青岛市土地利用分类。结果表明,近25年青岛建成区扩展主要以外延式为主,其他城区总体上沿胶州湾方向扩展,四周向青岛主城区汇集,主城区建设用地向西北侧发展。本文验证了夜光遥感在监测与预测典型海岸带城市扩张方面的适用性,为城市化发展进程管理与决策提供了重要依据。     

青岛海区近岸工程波高的数值计算——青岛小麦岛污水处理厂工程应用

根据青岛小麦岛污水处理厂的工程实际,采用波数矢量无旋和能量守恒关系对近岸波高进行数值计算,获得了该地区附近的近岸波高,为工程设计提供了可靠的设计依据。     

近岸区域波流耦合作用的数学模型

本文提出了一个讨论近岸波浪和波生流耦合作用的二维数学模型。在波浪场中运用波数矢量无旋和波作用量守恒方程求解波浪在波生流作用下的折射、绕射变形,以辐射应力作为波生流场的驱动力,考虑地转柯氏力和海底底摩擦的作用。文中采用Dingemans（1987）的地形对波流耦合作用进行了分析。数值计算结果表明波流耦合作用对近岸波浪场和波生流场的影响比较显著,在工程实际上应当综合考虑波流耦合问题。     

现代黄河水下三角洲地质灾害现象的空间分布

利用浅地层剖面、旁扫声纳剖面及测深资料对现代黄河水下三角洲的地质灾害现象进行了研究,发现三角洲不同的形成时期对应发育不同的地质灾害现象:①在现行河口地区,高浓度泥沙下潜海底形成了黄河口独特的浊流现象,河口泥沙的快速堆积和欠固结导致河口三角洲叶瓣以台阶状滑塌陡坎的形式向海尖灭;②由于河口物源断绝和受到冬季北风或偏北风作用,海底滑坡、冲蚀构造等大型地质灾害现象在老河口废弃三角洲叶瓣北侧大量发育;③埕北地区与孤东地区情况较为相似,经过长时间改造之后多种灾害地质现象大量分布,且在水深5~10 m的三角洲陡坡上最为发育。     

徒骇河感潮河段冲淤变化的数值模拟

研究天然河流,特别是感潮河口段河流的泥沙冲淤问题时,由于其复杂性和多变性,使得数学模型成为一种重要研究手段。本文采用天然冲积河道中缓变非恒定一维水流泥沙方程组建立了研究徒骇河感潮河段泥沙冲淤变化的数学模型。数值模拟时对河道进行了梯形断面概化。通过过河道子测站的实测资料对数值计算结果进行验证,二者吻合较好,在此基础上对徒骇河上游坝上处建闸后该河段在各级径流量影响下的冲淤变化趋势作出了模拟。