长江三角洲滩涂信息的遥感提取及时空变化

海岸带滩涂是重要的生态资源,对于环境保护和区域可持续发展具有重要意义,是学术界研究的热点区域。但由于滩涂周期性地被潮水淹没,通达性较差,传统的测量方式难以满足这一高度动态环境的变化监测需求,因此遥感观测方式成为一个潜在的选择。但遥感观测受成像方式、大气条件和潮情的影响,其应用仍面临很大的挑战。本文以苏北至上海南汇边滩沿岸作为研究区域,首先选择了1975年以来每年潮位最低的Landsat影像数据作为数据源,利用水边线作为滩涂的外边界,植被线或围垦大堤作为内边界提取滩涂面积;然后利用ArcGIS软件对获取的滩涂数据进行分析,以此来研究长江口滩涂的时空变化特征。结果表明：① 1975年以来研究区域滩涂面积整体上呈降低趋势;1990s之前滩涂面积基本保持稳定,1990s之后降低趋势较为明显;1995年前后研究区圆陀角以北的江苏海岸和以南的长江河口区域滩涂面积达到最大值,分别为1101.2 km²、1495.5 km²,至2017年,二者面积分别降为649.5 km²、1043.4 km²,1990年至今总体降低速率为21.7 km²/a;② 流域来沙减少和围垦、深水航道等河口工程是长江口滩涂面积减少的主要控制因素。     

1974-2017年山东省大陆海岸围填海动态变化分析

围填海是沿海地区解决土地资源短缺的重要手段,及时准确地监测地区围填海时空动态变化对于合理保护海岸带资源和推进地区社会经济可持续发展具有重要意义。本文基于遥感、GIS技术,结合多种数据源,提取并分析1974-2017年山东省大陆海岸围填海时空动态变化特征。结果表明,43年来山东省大陆海岸围填海面积持续增长,到2017年总面积达到4649.26 km ²,围海为主要利用方式。围海活动多分布于黄河三角洲及莱州湾滩涂海域,填海活动则集中分布于沿海各大港口海域和城市滨海区域。全省围填海呈现出明显的阶段性特征,特别是2000年后,填海造地面积增加迅速,围海利用向填海造地转换现象突出,主要用于港口及临港产业发展和城镇与旅游基础设施建设,受沿海地区发展战略和城镇化、工业化驱动明显,围填海利用向综合化、多元化和集中集约化发展。     

近33年沧州海域围填海空间格局变化分析

利用1985—2018年6个时间段的Landsat TM、ETM、OLI遥感影像,使用面向对象的遥感提取方法,通过选取空间利用结构、开发利用程度、景观指数及质心转移分析了沧州市围填海空间格局变化特征。结果表明：33年间研究区内围填海活动剧烈,1985—2018年,沧州近岸海域新增围填海面积137.05 km²,围填用海规模随时间变化不断扩大。1985—2003年,围填海空间利用结构和类型经历了从以围填养殖用海为主到各类型围填用海兼备的演化过程。研究区内围填海强度逐渐上升,2018年围填海开发强度指数达到274.55。港口用海逐渐成为沧州近海海域围填海的主要类型,围海养殖用海次之。1985—2018年,沧州市围填海景观的聚集度指数与蔓延度指数均较高,平均聚集度指数高达99.4004,围填海景观分布具有较强的规律性。沧州市围填海质心不断向东南方向移动,说明沧州市围填海开发的重点区域逐步迁移至沧州南部海域。在当前围填海现状下,应注重后续围填海开发活动的合理规划和集约利用。     

历史遗留围填海项目生态保护修复相关思考

2018年国务院印发了《关于加强滨海湿地保护 严格管控围填海的通知》,提出加快处理围填海历史遗留问题,加强海洋生态保护修复,保护滨海湿地生态环境。为了进一步贯彻落实国务院的相关要求,自然资源部会同国家发改委印发相应规范性文件和技术指南,对地方处理围填海历史遗留问题的工作程序和实施细则提出了明确指引。依据目前正在开展的工作,文章重点梳理了在解决历史遗留围填海项目的过程中配套的生态保护修复方案的主要保护修复类型,探讨不用围填海利用类型与生态保护修复工程的适宜性,同时依据不同的海域地理单元分析其与不同生态修复类型的适宜性。文章总结了围填海历史遗留问题解决过程中存在的主要问题,提出了今后工作的建议：①要把握异地修复的原则;②要落实自然恢复为主、人工修复为辅的理念;③要在实施方案的设计中注重增殖放流的科学性研究;④要强化围填海的监督管理和考核机制;⑤针对多年形成的围填海项目,充分考虑现有已形成的生态系统的平衡。     

近年来横沙东滩围垦区前沿地形演化规律及驱动因素分析

河口大型滩涂演化关系到航运通畅、生态保护以及近岸工程的安全性,也是地貌学和工程界关注的热点。本文选择横沙东滩围垦区前沿5 m等深线包络区域作为研究区,2011–2017年间利用单波束测深系统对研究区进行持续性高精度监测,并结合近年来流域来沙、河口工程的建设和极端气候变化等影响因素分析其冲淤格局。结果表明:(1)近年来横沙东滩基本呈中间淤涨、周围冲刷的态势,整体由工程前“长大不长高”转化为工程后的“长高不长大”的演化格局;(2)海域来沙是此区域淤积的主要物源,研究区两侧涨落潮流路分异引起的环流是导致此区域淤积的主要动力;(3)深水航道堤坝工程、横沙东滩围垦工程等是导致研究区中间淤涨的原因;(4)人类活动可以直接影响滩槽的演化格局,工程建设的固定制约了河槽和滩涂的摆动,但也加剧了研究区局部的冲刷,未来应注意其内部串沟的发展,防止其连通威胁堤坝和滩涂的稳定。     

The impact of coastal reclamation on tidal and storm surge level in Sanmen Bay,China

In recent years,fast economic development demands for more land use and thus many reclamation projects are initiated around the Sanmen Bay,Zhejiang,SE China in the East China Sea,for which tidal and storm surge levels are reassessed.A two-dimensional numerical model based on an advanced circulation model(ADCIRC)was applied to evaluate the impact of reclamation projects on tidal and storm surge levels in the bay.The results show that the shoreline relocation and topographic change had opposite effects on tidal heights.Shoreline relocation decreased the tidal amplitude,while siltation caused topographic change and increased the amplitude.Such variations of the amplitude were significant in the top areas of Sanmen Bay.Three types of typhoon paths were selected for a case study to investigate the impacts of shoreline relocation and topographic change on storm surge level.Results show that the maximum increase in storm surge level due to shoreline relocation was less than 0.06 m.The rise of peak surge level due to the change of topography was significant and the peak surge level rose when siltation increased.The maximum surge level rise occurred in the path of northwest landing typhoons,which exceeded 0.24 m at the top of the bay.The rise in peak surge level can potentially lead to severe damages and losses in Sanmen Bay and more attention needs to be paid to this problem of shoreline change in the future.     

围海造地综合损益评价体系探讨

参照会计学和环境经济学的原理与方法,运用比率分析法构建了围海造地综合损益评价体系框架,并探讨了总量指标、比率评价指标和相关评价标准,为今后围海造地综合损益评价提供了科学依据。     

围海造地工程两个重要环节风险估算实用方法研究

龙口保护与合龙、堤身稳定控制,是围海造地工程建设过程中两个重要的风险控制环节,研究其适用的风险估算方法具有实际意义。以堰流形式表达龙口流速极限状态方程,分析了有关随机变量的统计分布和参数,将JC法推广应用于龙口水力风险估算。针对施工期堤身稳定安全,提出利用类似工程实践资料或常规勘察资料进行施工期堤身稳定风险估算的两种实用方法。     

湛江湾填海工程对水动力条件的影响预测

建立了湛江湾二维全流水动力学模型,模拟了湛江湾宝满码头填海工程前、后的水动力场。通过工程前后的流场比较,预测了围填工程对水动力场的影响,并优选了围填方案。     

围填海工程对半封闭海湾水动力环境的影响

为研究围填海工程对海湾水动力环境的影响,本文基于二维数值模型MIKE21,建立了东山湾附近海域的潮流模型。对比观测数据发现,大潮期间的最高、最低潮位模拟误差在6 cm以内,小潮期间的误差相对较大;流速和流向的模拟误差在9%左右,最大误差出现在转流时刻;总体来看,模拟结果与观测数据吻合良好。在此模型基础上,研究了东山湾围填海前、后潮流动力、水体半交换时间和纳潮量等水动力要素的变化。结果表明:围填海后大范围的涨落流态与围填海前保持一致,大体上仍然呈现S-N走向,涨潮流偏N向,落潮流偏S向,往复流特征较为明显;从局部流场来看,涨落潮流场发生了一定的变化,围填海区域南、北两侧的流矢变化较为明显,涨潮流矢由偏N向改为偏E向,而落潮流矢由偏S向改为偏W向,同时受到围填海区域岸线的遮蔽效应,围填海南、北两侧水域的流速也有一定减弱,而西侧的流速则有一定增强;围填海实施前的水体半交换时间为220.5h,实施后时间为239.4 h;纳潮量变化为–2.5%左右。研究表明,围填海工程对东山湾水动力环境的影响主要集中在工程区域附近,其对泥沙冲淤、生态环境等的影响将在后续研究中进一步探讨。