基于遥感测量的海岸线变化与分析

采用较高分辨率的卫星影像,对影像的空间数据进行挖掘,解译出不同时期的海岸线;在盐城沿海选择12个断面,定量地获取海岸线信息,计算海岸的淤蚀形态和速率变化;分析典型岸段人类活动对海岸线变化的影响.分析结果表明:在人类活动影响下研究区域海岸线形态平直化程度加剧,2007—2009年海岸线平直情况突出,长度缩短近40km;2009—2010年海岸线平直化有所减缓.盐城海岸线年平均淤长速率在44~100m.射阳河口北部海岸线变化很小,南部淤长比较明显(其中水龙港—川东港口海岸年淤长速率达到278m).     

苏北废黄河三角洲海岸线历史时空演化研究

苏北废黄河三角洲属淤泥质海岸类型,是我国海岸侵蚀严重的地区之一.本文根据地形图、海图、历史地图、遥感影像及历史文献等资料,应用GIS/RS技术及数理统计原理,对废黄河三角洲海岸线空间演化特征进行定量分析,以研究历史时期以来苏北废黄河三角洲岸线的整体演变特征.自春秋以来,废黄河三角洲海岸线经历了春秋至北宋的相对稳定,北宋后快速向海推进,再向陆侵蚀内移并逐渐趋于稳定的过程,这一过程主要受黄河南徙与北归的控制.1989年以来,中山河口至扁担河口岸段是主要侵蚀区,不同部位蚀退速率有差异,北部蚀退速率小于南部,中山河口以北、夸套河口以南则以淤积为主,这种差异主要受沿岸地形及人类活动的影响.     

近30年长江北支口门附近的冲淤演变及其对人类活动的响应

根据1981—2012年长江北支口门附近的海图以及遥感数据,利用Arc GIS技术进行计算分析,以了解近30年该区域的冲淤演变特点和规律,从而丰富海岸带陆海相互作用的研究案例.结果表明:1981—1997年潮间带围垦面积为13 km2,水域平均淤积速率为1.4 cm/a;1997—2012年,潮间带围垦面积为163 km2,水域平均冲刷速率为-7.1 cm/a.31年间,口门内、外水域的淤积速率分别为0.77 cm/a和-1.97 cm/a.结论包括:近30年研究区的冲淤演变受到北支衰亡趋势、口内滩涂促淤围垦和长江流域建坝等引起的入海泥沙通量下降的影响,其中人类活动是近15年研究区冲淤演变的控制性因子.     

基于河段单元尺度长江中游河床形态调整过程及差异性研究

三峡水库对坝下游河道调整的影响已初步显现,利用1987~2014年长江中游原型观测资料,以河段作为研究单元,探讨了三峡水库蓄水后坝下游河床形态调整时空差异性及成因,研究表明:(1)坝下游河床整体为冲刷趋势,且主冲刷带下移约80km,175m蓄水以来宜昌—枝城及下荆江河段冲刷强度减弱,上荆江、城陵矶—湖口河段增强;(2)宜昌—城陵矶河段冲刷集中在枯水河槽,且集中程度增加,低滩和高滩冲刷所占比例减小;(3)城陵矶—汉口河段由试验性蓄水前的"冲槽淤滩"转为试验性蓄水后的"滩槽均冲",汉口—湖口河段蓄水前为"冲槽淤滩",蓄水初期深槽和低滩冲刷,高滩淤积,试验性蓄水期后为深槽冲刷,高、低滩均略有淤积;(4)试验性蓄水后坝下游中枯水历时增长,冲刷集中在枯水河槽,滩地因高水历时减少和航道整治工程等作用,冲刷速率减小或略有淤积;(5)砂卵石河段断面调整以深蚀为主,砂卵石—沙质过渡段深蚀过程中伴随横向展宽,沙质河段整体为深蚀趋势,伴随边心滩冲淤调整,其展宽、束窄均有发生.     

长江流域重大工程对滩涂冲淤变化影响及潜在土地资源的可持续利用

上海陆域面积现约7 000 km2,其中约65％是近6 000年由长江人海泥沙堆积而形成,约17.5％为1949年以来通过围涂新增的土地,后者极大缓解了上海市尖锐的人地矛盾关系.近几十年来,尤其是三峡大坝建成后长江年均人海泥沙已大幅减少,由1951-1968年间的4.97亿t降低至2003-2008年间的1.54亿t,今后随着流域内更多大型水利工程的实施完成将进一步降低.长江人海泥沙是建造滩涂的物质基础,随着人海泥沙大幅减少,河口滩涂自然淤涨速率趋于减缓,未来整个三角洲的冲淤演化趋势备受关注.以2005年为基准年,Delft3d模型预测结果认为长江口主要浅滩今后20年将继续向海淤涨,但速度减缓.综合分析认为,上海市今后20年可通过工程促淤770 km2,圈围485 km2,但滩涂资源利用一定要兼顾河口生态环境保护,努力实现人与自然相和谐的可持续发展.     

长江口横沙浅滩挖入式港池方案泥沙回淤估算

针对横沙浅滩挖入式港池建设和维护中核心的泥沙回淤问题,本文采用海港水文规范、底切应力公式和纳潮总量估算等多种不同方法对横沙挖入式港池规划方案中的港池和外航道泥沙回淤问题进行预估,其结果较为一致.若港池出口位于-7 m泥沙浓度0.3 kg/m3的区域,港池年回淤量约为2 000万～2 200万m3,平均回淤强度约为0.3～0.4 m/a;外航道平均淤积强度约为0.3～0.4 m/a,年回淤600万～1 200万m3.且回淤分布主要集中在近靠港池口4～6 km的区域.计算表明,港池口若设于泥沙浓度更低的深水区域,泥沙回淤将显著降低.     

近50年来豫西山地亚热带北界变化分析

利用ANUSPLIN对豫西山地及周边27个气象站点1964-2013年1月月均温进行插值处理,得到1月气温空间数据集,借助ArcGIS 10.0得到研究区近50年1月月均温的空间分布,并提取5条0℃等温线的年代际线.结果表明:150年来研究区1月月均温微弱上升,气温倾向率为0.037 6℃/10a,1964-2004年明显增加,气温倾向率为0.233℃/10a.2以111°40′E经线为分界线,西部亚热带北界沿垂直方向变化明显,1964-2003年上移152.9m,2004-2013年又下移222.8m,50年平均下移69.9 m.东部亚热带北界沿经线方向波动变化,1964-2003年北移幅度达到约1.2个纬度,2004-2013年又南移约1.1个纬度,50年平均北移约0.1个纬度.31986年是1967-2007年内气温上升的突变点,突变前后亚热带北界平均上移了165.5m.东段显著向北移动,移动幅度大约为1.5个纬度,最北端已达到35°N附近.     

三峡建库后下荆江连续急弯河段冲淤时空分布及其影响因素

利用熊家洲-城陵矶河段2002～2018年5个年份的实测地形、监利站水沙数据分4个时段研究了下荆江连续急弯河段整体冲淤特征、弯道段与顺直过渡段等不同区域冲淤变化时空差异及其影响因素.结果表明：三峡建库后熊家洲-城陵矶河段年均冲刷厚度0.1m/a, 2002～2006年为滩冲槽淤,2006～2013年为滩淤槽冲,2013年以来为滩槽均冲.从空间变化看,八姓洲西侧顺直过渡段冲刷最大,为0.21m/a.顺直过渡段年均冲刷厚度大于弯道段,且弯道段及顺直过渡段冲刷强度均沿程减弱.来沙量减小和年内流量过程变化是冲淤时间差异的主因,流量过程变化的作用在2013年后增强.河道初始滩槽格局是冲淤空间差异性的关键因素,八姓洲西侧顺直过渡段较长且断面宽深比较大为深泓线摆动提供了较充足空间,而七弓岭、观音洲等弯道和江湖汇流区出口段深槽的长期稳定存在有助于归顺上游河段主流变化.研究成果将加深对冲刷条件下天然连续急弯河道演变规律的认识,为下荆江尾闾段河势控制以及保障防洪、通航安全提供科学依据.     

1944—2012年胶州湾岸线时空动态特征

基于地形图与遥感影像,提取胶州湾1944—2012年间7个时相的岸线数据;基于剖面,计算岸线变化的端点速率、平均端点速率和加权线性回归速率,进而揭示胶州湾自1944年以来岸线变化的整体趋势及时空差异特征。结果表明:1)端点速率与加权线性回归速率揭示的胶州湾1944—2012年岸线变化的时空特征高度相似,后者因为有置信区间与相关系数的检验而更加可靠;2)1944—2012年,胶州湾岸线处于整体向海推进的趋势,具体表现为:白沙河以东岸线小幅度、平直化向海推移;白沙河、大沽河与洋河河口附近岸线以盐田与养殖发展形式向海扩张;20世纪70年代黄岛成为陆连岛,岸线大幅度外移,随后其附近岸段因大力发展港口与临港工业,岸线又以围填海形式向海推进,成为胶州湾岸线变化最为强烈的区域;3)胶州湾岸线开发具有阶段性特征:新中国成立初以盐田建设与扩张为主;20世纪80—90年代养殖业的规模及扩张速率超过盐业;而在21世纪,港口与临港工业建设成为岸线变化的主要方式;岸线变化的阶段性特征说明,经济社会发展是海岸带变化的主要驱动因素。     

1951—2014年淮河流域典型等值线变化特征

利用1951—2014年淮河流域29个站点月平均气温和月降水量数据,运用线性倾向估计、累积距平、Mann-Kendall检验及空间分析等方法,分析了1月均温和年降水量的时空变化特征.结果表明:过去64 a,1月均温呈显著升高趋势,升高速率为0.3℃/10a,1986年以后升温趋势显著,并于1973年发生升温突变;年代际方面,20世纪50年代均温最低,20世纪90年代均温最高.年降水量呈不显著减少趋势,减少速率为5.9 mm/10a;年代际降水量波动幅度不大,其中21世纪00年代平均降水量最高,21世纪10年代平均降水量最少.相较于淮河流域年均温变化,1月均温发生暖化突变时间早于年均温,说明1月均温在响应全球变暖方面更加敏感.过去64 a,1月0℃等温线和800 mm等降水量线与秦岭—淮河一线不重合,其主要原因是全球变暖导致的自然带显著北移.     

从闽江通海航道状况探讨福州港大型深水港的选址

闽江通海航道具有动力条件好,含沙量少,河床稳定等优点。但由于存在6处浅滩,不少河段过于弯曲、狭窄,陆域范围小,限制了港口的发展。福州港的现状严重制约了腹地经济的发展和进一步对外开放,因此急需开辟大型深水港。长乐县松下和连江县定海是可供选择的较理想之地。     

黄河滩地开采地下水工程等水位线的计算及其环境影响

位于郑州市北郊黄河９５滩地的地下水源工程共钻井４６眼，日开采水量１００００ｍ＾３，本文以区域地下水流方程模拟计算开采条件下的地下水位降深及等水位线，分析了工程对区域环境的影响，预测降深超过８ｍ的８３ｍ等水位范围大于２２ｋｍ＾２。在此区域内，约有３８１眼农用机井将吊泵，失去抽水能力，年抽水量约４６１００００ｍ＾３。     

新洋港入海港道冲淤保港需水量研究

为解决入海港道修建挡潮闸后对涵闸排涝效率以及入海港道通航能力产生较大影响的闸下淤积问题,基于MIKE11模型中的CST模块对盐城市入海港道——新洋港冲淤保港需水量进行研究。MIKE11模型中的CST模块由水动力学模型与泥沙输移模型耦合而成,根据闸下60 m、970 m、3 030 m三处断面的实测水位、流量和河床淤积高度资料,进行水动力学模型和泥沙输移模型参数率定,最终在设定闸下淤积高度不超过0.1 m的条件下,由MIKE11 CST模型确定出的新洋港冲淤保港生态流量为80 m~3/s,接近于2006年12月新洋港引江冲淤实验中得出的不冲不淤情况下的保港流量85 m~3/s。     

潮流与泥沙输运对黄骅港工程的响应分析

黄骅港的泥沙淤积问题一直是影响通航能力和投资建设的关键因素.黄骅港通过2011年整治工程大大改善了航道的通航能力,并减缓了泥沙的淤积,为港池提供了平稳的水域.基于验证的MIKE 21软件中的潮流和泥沙数学模型,计算分析了2011年工况下港区的潮流场以及泥沙浓度场对工程的响应,并对比分析了有无波浪作用下泥沙浓度场的变化,得出以下结论:防波堤外延把黄骅港分为了两个相对独立的区域,明显的阻流作用迫使潮流携带泥沙沿堤向外海侧搬运;无波浪作用时,港区含沙量在平均值0.02kg·m-3附近变化,有波浪作用时,含沙量大幅上升,近岸区形成高含沙水体;防波堤阻碍高含沙水流跨过航道,提高了航道的使用寿命.     

北仑河口的红树林及其生态恢复原则

以东兴河桥为起点,1km为单位尺度,将北仑河口岸线划分为12个岸段,其中第12岸段长为2km。在各岸段进行优势群落样方调查。同一群落选3个样方。每样方面积16m^2,用取土器钻取各群落20cm-40cm土层土壤3份,用于测定土壤含水量、全N和全P。广西北仑河口的红树林由7种红树植物和6种群落类型组成。与广西其它海岸相比,老鼠Le和卤蕨群落在该河口发育良好。严重的滩涂侵蚀、红树林生境的破碎和土壤养分的明显缺乏是北仑河口次生红树林自然恢复困难的主要原因。不同的红树植物生长在不同的岸段是对盐度响应的结果。北仑河口123km长的岸线可大体上划分为内河（2km)、河口（5km）、近海河口（2km)、近海（3km)4个生态区间。应用工程的方法提高滩涂的高程,引入红树林新品种是北仑河口红树林生态恢复的关键。     

北仑河口潮汐汊道稳定性的环境影响因素分析

在自然条件和人类活动的双重影响下,处于中越之间的北仑河口潮汐汊道稳定性问题备受关注。本文基于历史资料与最新的调查结果,分析总结了影响河口潮汐汊道的各类环境因素。自然因素方面,汛期暴雨洪水及其携带的泥沙对塑造河口潮汐通道以及地貌形态起到重要作用;多次调查结果显示,非暴雨时期河口的含沙量较小,潮流动力不强,余流流速不超过10 cm/s;平水期和丰水期的常浪向以及强浪向均为南向波浪,对河口中国一侧浅滩有不利影响;风暴潮增水有利于河口西侧淤积、东侧侵蚀。人为干扰方面,由于越南一方大量开展水利、围垦、造堤连岛等工程建设,局部改变了河口水流流向,尤其是在竹山港西面,主航道深水线偏向中国一侧,这种情况短期内已无法扭转;来水来沙减少、人工采砂以及红树林滥砍滥伐加剧了中国一侧河槽、岸滩侵蚀。维护北仑河口潮汐汊道的稳定性是中越两国合作共赢的共同选择。     

漳州市河口污染物输入对近岸海域水体富营养化的影响

根据2003～2005年对福建省漳州市入海河口（漳江口、东溪口）和近岸海域（东山湾、宫口湾）的监测调查资料，分析研究了入海河口污染物输入对近岸海域水体富营养化的影响，结果表明：河流陆源的有机、氮、磷污染物入海通量越大，所对应的近岸海域海水水质越差，富营养化趋势越明显．     

广西北海冯家江口及其邻近海域生态环境综合评价

河口生态系统具有开放性、敏感性和脆弱性，保护好河口生态环境十分重要。广西北海冯家江口及其邻近海域拥有红树林湿地和沙滩景观，具有较高的生态服务价值，同时又容易受人类活动影响。为了研究冯家江口及其邻近海域生态环境状况和主要影响因素，本文根据2021年9月在研究区进行的海洋环境质量调查结果，通过构建三级评价标准体系，采用指标体系法对海区生态环境进行综合评价。评价结果显示海区生态环境质量整体为优，其中冯家江口邻近海域生态环境质量为优;而冯家江口海洋生态环境受海水中的溶解氧、无机氮、活性磷酸盐含量以及浮游动物多样性等因素的影响，生态环境质量只达到中等或良好水平。保护冯家江河口生态环境需要控制河口营养盐的输入和恢复海洋生物多样性。     

海平面上升对广西珍珠港红树林分布的影响

以广西珍珠港的遥感影像为底图,综合考虑相对海平面变化、地表沉积及海堤分布,利用平均潮位、平均大潮高潮位数据,借助SRTM数字高程模型,预测未来100 a海平面上升低、中、高3种模式下研究区红树林的分布.结果表明:(1)预测年研究区的红树林向陆边界保持稳定,向海边界向海方向移动,红树林的分布面积增加.绝对海平面上升低、中、高3种模式下,红树林向海边界分别向海推进70、56、46 m,面积分别增加280、225、187 hm2;(2)红树林的向陆边界由于海堤的阻碍保持稳定,红树林的向海边界因沉积速率大于相对海平面上升速率而向海扩展.