江苏中部海堤大规模外迁后的潮水沟发育

近几年，由于对江苏中部淤长型海岸进行了大规模的围垦，使海堤外迁，潮滩上发育的潮水沟也作大规模的调整。本文通过对潮滩上发育的潮水沟的实施观测资料，对海堤外迁后的潮水沟的变化、发育特征以及治理开发作了较为深入的分析。分析结果显示，在海堤外迁后：（1）随潮滩的淤高、增宽和潮水沟萎缩的同时，潮水沟恢复向多级发育，这种发育具有继承性；（2）可能激活潮水沟加快或减慢弯曲，但人为因素（人工洼地、植被、裁弯等）往往会改变这个过程。     

乐清湾近期海岸演变研究

乐清湾是一个与东海相通的半封闭型强潮海湾。通过对1934,1968和1992年的海图对比研究表明:近期乐清湾各等深线所围水域面积持续减小。后一阶段,围垦使岸线推进速度加快,滩涂面积由前一阶段的不断增加转变为不断减小。1934到1968年,西南部最大潮滩华岐潮滩岸线和零米线平均外推速率分别为4.88m/a和13.24m/a;1968到1992年平均淤进速率分别为6.17m/a和8.08m/a。实地采样分析表明:表层水样平均悬沙浓度为0.1043kg/m3,从湾顶向湾口呈不断增加的趋势。悬沙浓度虽较低,但湾内处于低能动力沉积环境,有利于细颗粒沉积物落淤,这是湾内地貌演变的要因。长江入海南移和陆架区再悬浮的细颗粒物质是乐清湾主要的泥沙来源。泥沙自然淤积和人类活动影响是近期乐清湾大部分岸线处于淤进状态的原因。漩门二期工程前后乐清湾的纳潮量减小了5.73%,落潮流相对携沙能力降低为工程前的79%。而根据实测落潮平均流速计算得围垦后落潮流的相对携沙能力减弱为原来的54%。而从1934年到漩门二期围垦工程后,纳潮量减小了22.57%。开辟盐田和围垦造陆工程等人类活动,对海岸演变的影响显著。     

台州湾浅海滩涂大规模围垦下水动力变化分析

基于开源软件TELEMAC-2D建立了台州湾近海潮汐潮流数值模型,对台州湾浅海滩涂大规模围垦前(1984年)和围垦后(2013年)的潮汐潮流进行了模拟计算。从主要分潮潮波分布、潮流场、高低潮位和椒江河口纳潮量4个方面探讨了台州湾浅海滩涂围垦对周边水动力特征的影响。结果表明:滩涂围垦工程对水动力特征的影响局限于围垦区附近水域。围垦后,海域M2分潮波振幅减小,且潮波向岸传播的速度减慢;围垦区附近海域涨落急流速大幅度降低,涨潮流向北偏转,落潮流向南偏转;海域大潮高潮位呈现一定程度的降低,大潮低潮位基本不变;椒江河口纳潮量有较大程度的减少。     

近50 a来杭州湾冲淤变化规律与机制研究

使用杭州湾1959-2010年的水下地形图, 结合过去数十年来长江入海水沙量和钱塘江河口段冲淤变化状况, 分析了近50 a来杭州湾在长江入海泥沙量锐减和治江围涂等人类活动作用下的冲淤变化规律及其物理机理。结果表明, 乍浦以上区域近50 a来处于较显著的淤积状态, 且有自上向下发展的趋势, 这种淤积主要是由于钱塘江河口治江缩窄工程所引起的;湾内地形发生了局部调整, 部分小型潮流槽脊系统趋于消亡, 地形趋于平坦化, 湾口北部2003年以后有转淤为冲的趋势, 这与长江入海泥沙量锐减和该区域围垦工程等因素有关;1959-2003和2003-2010年两个时段, 湾内泥沙淤积的年平均值分别为0.91×108和1.66×108 m3。对于整个钱塘江河口系统而言, 即自杭州湾湾口至钱塘江河口段的闸口断面, 长江入海泥沙量减少所产生的影响尚不明显, 2003年以后泥沙淤积速率甚至有所上升。杭州湾近50 a的冲淤变化是人为强烈干预下的大流域-河口系统响应与中小流域-河口系统响应的调整结果。     

珠江三角洲年际潮差长期变化趋势

对20世纪50年代以来珠江三角洲网河内17个主要控制水文站的年际潮差变化趋势进行了显著性检验和突变点分析.通过Trend Free Pre-Whitening方法削除了水文时间序列中的自相关成分,利用非参数的Mann-Kendall检验研究了珠江三角洲年均潮差的变化趋势,指出潮差在珠江三角洲的变化趋势存在着空间变异性.在网河内的中、上游河段,潮差呈现明显的增大趋势,且越往上游,潮差的增大趋势越为显著;而在下游的口门区,由于受到围垦等人类活动影响,大部分站点的潮差表现为显著的下降趋势.Pettitt检验的结果表明,珠江三角洲潮差发生突变的时间段主要在20世纪80年代,这基本与河网内大规模的无序采沙开始的时间是同步的,表明挖沙是引起珠江三角洲内潮差变异的主导因素.潮差显著增大的趋势表明航道网内潮流动力明显增强,这亦是近年来珠江三角洲咸潮频发的机理原因之一.     

人类活动影响下的固城湖环境变迁

2005年在江苏固城湖湖心采集了连续岩芯,进行了多环境代用指标(有机碳、氮、磷以及金属元素)的分析.210Pb CRS模式计算表明,1980s后沉积速率平均约0.067 cm/a,与137Cs 1986年时标得到的沉积速率吻合.而1920s至1980s,固城湖沉积速率变化较大,在0.056-0.167cm/a之间,其中1960s沉积速率最高,对应于该阶段固城湖强烈的人类围垦活动.元素Cu、Pb、Zn、Cr的含量在表层增长迅速,对比参考元素的变化,表明固城湖受到了一定程度的人为造成的重金属污染.岩芯0.5m到1.78m深度的AMS 14C的树轮校正年龄在8000-6500BC之间,光释光数据表明同等深度其绝对年龄在7-8ka之间,多环境代用指标在岩芯30cm深度左右出现了大的转折,表明近代存在沉积物缺失的可能。这也许与该区春秋末期以来的反复围垦活动有关,人类活动改变了湖泊沉积的模式.有资料表明,固城湖彻底与太湖隔绝是在公元1556年胥溪河河段下坝建成之后.若依此时间对应于岩芯30cm深度,得到的平均沉积速率为0.067cm/a,与1980s以来的沉积速率一致,有可能指示固城湖至下坝建成以来才出现沉积物的持续沉积.     

基于滩涂围垦的海岛城市时空扩张特征研究——以舟山本岛为例

以舟山本岛为研究单元,利用1995年,2005年和2015年的遥感影像,采用生态学分析、空间统计学分析、城市扩张指数等方法来探究舟山本岛滩涂围垦活动和城市用地扩张的特点,并分析两者之间的关联。结果表明:(1)在1995—2015年的20 a间,滩涂围垦的面积不断扩大。(2)1995—2005年的滩涂资源利用以近陆域的海涂为主,2005—2015年逐渐向浅海发展。(3)1995—2015年间,城市用地面积前10 a增长强度为0.53,增长速度为3.01 km²/a,后10 a增长强度为1.46,增长速度为8.11 km²/a。(4)舟山本岛的城市发展重心在20 a间经历了一个自西向东移动而后向北跳跃的过程,各区域间协同发展,使舟山本岛经济整体性和城市功能合理性得到提升。(5)滩涂围垦形成的土地与城市用地扩张之间存在着正相关关系,且从研究数据来看两者之间发生自然演替需要时间,大约为8~10 a,人工干预可以大幅缩短这个过程所需要的时间。     

江苏海岸带盐沼潮滩在小尺度下的沉积变化过程

在小尺度范围内,潮滩沉积的研究一般都是基于几个站位或断面进行短时日的调查和监测来获取数据,或多或少地存在数据的连续性不足等问题。基于此,本文在潮滩地貌典型的江苏平原海岸选取了约160 000 m²的盐沼潮滩作为研究对象,在多年的野外连续观测下,分析了人类围垦活动对盐沼潮滩沉积过程及变化的影响。结果表明：人类围垦活动（如堤坝建设等）对潮滩沉积和盐沼植被覆盖的变化有重要影响。围垦堤坝修建之前,研究区向陆一侧为盐沼植物（现为养殖池）,向海一侧为光滩,岸线形态比较平直。在2006年围垦堤坝修建后,研究区变为“凹岸”型的人工岸线,沉积环境变得更有利于泥沙的淤积。根据2007-2012年对滩面高程的野外观测,在风暴潮的影响下,潮滩最大淤积率高达23 cm/a。盐沼植被在泥沙快速淤积的基础上不断发育生长,盐沼植物覆盖面积不断扩张。同时外部的沙嘴也在不断增长,潮汐风浪侵蚀携带沙嘴外部泥沙进入盐沼滩地,盐沼植物在泥沙的覆盖下,出现萎缩退化,覆盖面积减少,但是对潮滩上的泥沙而言还是不断堆积增厚。柱状样岩芯的粒度垂向剖面特征也记录了盐沼潮滩沉积环境的变化。小尺度下盐沼潮滩沉积表现出的阶段性变化规律,揭示出合理的围垦活动有利于堤坝前的潮滩淤积和盐沼植被的扩张。     

1977-2014年江苏中部滨海湿地演化与围垦空间演变趋势

通过野外实地调研与遥感影像解译相结合的方式,研究1977-2014年（1977、1984、2000、2007与2014年）江苏中部滩涂湿地演化与围垦空间演变的规律。结果表明,1977-2014年江苏中部滨海湿地射阳河口以南岸线段总体以淤长为主,但是也存在侵蚀的岸线段,总体淤长/侵蚀速度在±20 m/yr左右,最高值出现在东台和如东洋口港附近。研究区湿地围垦的速度远高于岸线淤长的速度,基本维持在50 m/yr以上。1977-2014年江苏滨海湿地的生态关键区面积出现了快速的退化趋势,特别是盐生植被空间的快速萎缩,主要出现在射阳南部和大丰市。调查发现研究区传统的湿地围垦开发演变模式是光滩→盐生植被→养殖水面→耕地→建设用地。但是现在由于新技术和新方法的应用,极大地缩短了围垦演变路径和周期,有助于围垦经济效益的提高。江苏滨海湿地围垦后土地开发利用强度呈较为明显的上升趋势。同时,江苏滨海湿地开发的热点空间在区域上主要集中于几个重要的港口及其腹地建制镇附近,但总体规模不大。     

滩涂围垦对东台海岸带景观格局影响研究

借助遥感和GIS技术,通过景观格局指数的计算,来分析围垦对东台海岸带景观格局的影响。研究发现,1995-2006年间,围垦区海岸带景观破碎化程度减弱,斑块形状的多样性和复杂性程度降低,景观格局态势朝单一化方向发展,景观异质性在整体上有减弱的趋势。然而,在空间上景观格局的变化又有异于整体。主要表现为:农业区破碎化程度减弱,斑块形状简单化,景观格局朝均衡化分布;笆斗区破碎化程度加剧,斑块形状复杂化,优势斑块碱篷被耕地替代;三仓区破碎化程度加剧,斑块形状趋于复杂,由滩地、碱篷为主的景观格局演变成滩地、耕地、碱篷比重势均的格局。总之,围垦区内自然景观的破碎度增强,各斑块类型的形状日渐复杂,景观空间结构趋于复杂化。