道路侵蚀研究进展

道路建设的加速会引发道路侵蚀的加剧, 继而对生态环境产生很大的压力, 为了减轻或控 制道路侵蚀, 必须了解道路侵蚀的特征, 找出有效的防治措施。道路建设是对当地地形的改造, 开 挖以及填埋等扰动活动, 会在原来地貌上形成不同的微地形, 它们各有特点, 形成不同的侵蚀特 征。不同的道路部位侵蚀机理和侵蚀过程差别很大, 现有研究对各个部位的侵蚀强度进行了比 较, 但结果并不一致。与其他用地相比, 道路用地显著的改变了土壤的物理水文性质, 加速了产流 产沙过程。尤其对一个流域而言, 道路的线性特征使其成为汇流引流的重要途径, 直接影响着流 域的行洪泄洪, 而在这方面的研究较少。道路侵蚀预报仍然集中在经验统计模型的研究上, 由于 经验模型固有的弊端, 不能明确反映侵蚀的机理, 物理模型的研究更加迫切, 尤其结合已有的农 地侵蚀的过程模型更是加强的重点。道路侵蚀的防治措施主要包括工程措施, 生物措施以及两者 的组合, 其水保效益都比较明显, 但也往往受到当地自然环境和经济条件的限制。本文总结了国 内外道路侵蚀研究成果, 结合存在的问题指出了今后加强研究的重点, 对理解道路侵蚀机理, 开 展道路侵蚀防治具有一定的指导意义。     

风水复合侵蚀研究述评

风水复合侵蚀或风水交互作用是干旱、半干旱地区常见的侵蚀过程。这种风力与流水对同一侵蚀对象 (区域) 的共同作用或交替作用塑造了风蚀水蚀交错区特有的侵蚀地貌景观。作为一个相互联系、影响的复杂系统,风水复合侵蚀具有明显的时空分布特征,其侵蚀过程可以划分为古代过程与现代过程。由于以往的风蚀和水蚀研究相互独立,风水复合侵蚀的研究起步较晚。在研究中存在着尺度转化与研究方法不成熟等问题。对风水复合侵蚀的机理与防治以及土壤复合可蚀性的研究都将成为今后研究中的重点与难点。     

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。     

区域土壤侵蚀定量研究的国内外进展

由于水土保持宏观决策的需要、土壤侵蚀学科自身的进步和全球变化研究的促进,过去的10多年来,国内外研究者对区域尺度土壤侵蚀研究给予了高度重视。已经开展的主要研究包括:全球和区域（包括国家尺度）土壤侵蚀调查、区域土壤侵蚀过程和尺度效应、区域土壤侵蚀因子和区域土壤侵蚀模型等。将区域土壤侵蚀作为现代陆地地表过程的一部分,充分考虑全球变化的影响,集成土壤侵蚀研究成果与遥感和GIS技术,开发分布式区域土壤侵蚀模型,成为区域土壤侵蚀定量评价研究的基本趋势。在对国内外区域土壤侵蚀定量评价研究评述的基础上,提出我国近期在区域土壤侵蚀方面研究的重点问题为：区域土壤侵蚀过程及其尺度效应的量化描述、区域土壤侵蚀模型开发、区域土壤侵蚀动态模拟与趋势预测、区域土壤侵蚀与全球变化关系研究和区域土壤侵蚀数据处理与管理方法。     

长江口扁担沙动力地貌变化过程研究

河口浅滩不仅为人类提供宝贵湿地资源,而且是调控河势演变的重要因素。研究河口浅滩动力地貌演变规律对航道整治、湿地生态开发及岸堤防护等具有重要价值。本文利用最近150多年的长江口历史海图资料、实测水深与水文泥沙数据,分析长江口南支最大的浅滩—扁担沙动力地貌演变格局及其变化机制。结果表明:(1) 1860?2016年期间,扁担沙反复历经淤积?冲刷?淤积,浅滩由最初水下阴滩发育出露而形成纺锤状沙体,随后演变为细长扁担状,沙尾切滩成爪状沙体,下扁担沙则伴随爪状缝隙被不断填充而淤长;(2)自1954年洪水到目前,扁担沙?2 m、?5 m等深线包络的面积与体积整体上均呈现增长态势,其中面积年均增长率分别为0.88 km2/a和0.81 km2/a,体积年均增长率分别为1.3×106 m3/a和5×106 m3/a;扁担沙浅滩在不同时期冲淤变化不同,其中1998年出现大幅度冲刷,平均冲刷厚度达到1.4 m;(3)扁担沙体积变化和长江入海泥沙的增减无直接联系,但与入海径流量的变化密切相关;(4)白茆沙“南强北弱”的河势、南北港分流工程以及东风西沙水库的建立导致扁担沙向北推移。     

不同形态海湾的水底平衡剖面研究

研究海湾平衡剖面对理解海湾地貌演变具有重要意义。本文给出了收缩型、扩张型和矩形3种典型海湾平面形态对平衡剖面的影响。建立了海湾长度远小于潮汐波长的短尺度海湾的平衡剖面和对应的时均悬沙浓度的解析解。采用水深平均的水动力方程、泥沙输移方程和地形演变方程的耦合模型对以上3种类型海湾的平衡剖面进行了数值模拟,得到了这3种类型海湾的水面、流速、时均悬沙浓度和平衡剖面的计算结果,并利用水面数值结果确定了海湾水面解析解所含的一个待定常数。研究结果给出了3种不同海湾平面形态所对应的平衡剖面形态:矩形海湾对应斜坡型;收缩型海湾对应下凹型;扩张型海湾对应上凸型。所得海湾平衡剖面和时均悬沙浓度的解析解与数值解一致。     

2012-2016年调水调沙对黄河口海域大型底栖动物群落结构的影响

为了明确黄河调水调沙对河口海域大型底栖动物群落结构的影响,本研究于2012至2016年调水调沙后进行了大型底栖动物样品的采集工作。整个研究时期共鉴定出大型底栖动物7门138种,生物量和丰度2012年显著高于2016年,生物量年间无显著差异;研究时期内优势种以小型多毛类为主,鲜见软体动物、节肢动物和棘皮动物,其中2016年优势种全部为小个体多毛类;MDS显示,随时间的推移距河口不同距离梯度的大型底栖动物逐渐演变为相同的群落结构,且Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数呈下降趋势;CCA显示研究海域主要底栖动物种类的生态需求为高中值粒径、低溶解氧、pH、黏土和硫化物含量。本研究推测调水调沙工程一定程度上影响了底层生物群落结构,特别是研究海域的A断面。     

黄河三角洲工程防护区海床侵蚀过程与不稳定性评估

近年来受入海水沙减少、海岸带高强度开发和海洋动力作用等的影响,黄河三角洲近岸海床侵蚀凸显。基于实测地形和波浪资料,研究了黄河三角洲工程防护区海床侵蚀过程及稳定性变化。工程防护区海床侵蚀主要分布在近岸10 km内,2007—2015年距岸8 km区域内表现强烈侵蚀,堤前海床较2000—2007年时段侵蚀量增大,海床侵蚀向岸加剧。随着现行河口沙嘴的淤积延伸和孤东浅水区的不断侵蚀,孤东南大堤外海逐渐形成了"近岸区深,远岸区浅"的反剖面形态。随着工程防护区近岸持续侵蚀,等深线不断向岸移动,堤前海床不稳定性逐渐加剧,2015年84.20%的堤前海床处于强或极强不稳定状态。本研究可为新形势下黄河三角洲综合治理提供科学依据。     

日照海岸带沙滩侵蚀现状及沉积物粒度特征分析

通过对日照市海岸带2个重点沙滩的现场调查和沉积物粒度计算,综合分析了沙滩的侵蚀现状和粒度参数特征。海滨国家森林公园沙滩北部和南部处于侵蚀状态,中部为缓慢淤积状态;万平口海水浴场沙滩北部、中部总体呈侵蚀趋势,南部为淤积状态。海滨国家森林公园沙滩的平均粒径总体要小于万平口海水浴场沙滩,这与两沙滩的坡度不同有关,平均粒径从滩肩到低潮线逐渐变小。海滨国家森林公园沙滩的分选性要好于万平口海水浴场沙滩,分选系数具有由陆向海、由北向南逐渐变小的趋势。沙滩的滩肩和滩面处频率曲线主要为双峰,峰态平坦,物质来源复杂,低潮线处频率曲线主要为单峰,峰态尖锐,物质来源单一。     

长江口叶绿素a年际变化及其对三峡大坝的响应

通过SeaWiFS和MODIS卫星数据获得1997—2012年长江口区域年均、月均叶绿素a浓度,结合长江入海水沙资料,研究长江口叶绿素a浓度变化与长江来水来沙的关系及对三峡建坝的响应。结果显示,研究区在年均与月均尺度上,长江口叶绿素a浓度与长江径流量均存在较好的线性关系(判定系数分别为0.72和0.89),而与输沙关系较差,说明径流携带溶解态营养盐对浮游植物的贡献大于泥沙颗粒吸附的颗粒态营养盐贡献;三峡建坝后,研究区年均叶绿素a浓度出现下降趋势,月均叶绿素a浓度变化显示,原本的春、夏季峰值出现了一个月左右的滞后期,分析主要与建坝后较多枯水年份导致的春旱和三峡防洪前的排水以及夏季对洪峰的拦截有关;虽然蓄洪排枯增加了枯水月份径流量,但由于枯水月大多温度低、透光性差,不利于浮游植物生长,蓄洪排枯对枯水月份叶绿素影响不大,洪水季由于削峰导致叶绿素浓度较大坝建成前降低,因此,三峡大坝建成后研究区总体年际叶绿素a浓度呈降低趋势。