面向对象的河口滩涂冲淤变化遥感分析

河口滩涂位于江河入海口前沿,其岸线受江河上游来水来沙、海水潮汐动力和人为因素影响处于不断变化中。针对遥感人工目视解译判读出岸线进行冲淤变化分析方法的不足,提出了面向对象的岸线遥感识别提取方法,阐述了整个遥感迭代识别提取过程。以长江河口崇明东滩为实验区,选取长江口1990年12月4日、1995年4月6日、2000年6月14日和2005年11月27日4个时相的陆地卫星TM/ETM+遥感影像,对其进行基于面向对象的识别处理,直接提取相应年份的岸线和滩涂陆域多边形,对4个年份的陆域多边形进行空间叠加分析,得到了崇明东滩自1990年以来15年间的冲淤空间变化。应用表明面向对象的遥感分析识别技术在河口滩涂冲淤变化分析中具有准确、快速、简便的特点。     

从长江口南汇东滩冲淤变化探讨合理选择促淤造陆边界

随着上海人口与经济的发展,建设用地迅速增加,人-地矛盾越来越尖锐。按相关规划预计,至2010年,上海市建设用地总需求2 267.80 km2,现有建设用地存量2 224.39 km2,未利用的土地仅有9.00 km2,因此围垦造地是上海目前和今后解决人—地矛盾的根本出路所在。河口海岸地区动力条件复杂,地形变化剧烈,如何选择围垦促淤造陆与疏浚促淤造陆边界尤为关键。利用数字高程模型（DEM）和地理信息系统（GIS）研究长江口南汇东滩1996~1999年的冲淤演变规律,结果表明：0.5~1 m高程带为南汇边滩冲淤平衡带,年平均冲刷率为0.007 m/a,在此带以上,滩涂多年的结果表现为淤积,此带以下,滩涂多年的结果表现为冲刷。结合长江口水文泥沙的实测资料分析结果,根据低滩围垦造陆实践和长江口深水航道治理的实际情况,认为长江口低滩围垦促淤造陆和利用工程促淤造陆的边界定在0.5~1 m之间较为合理可靠。     

崇明东滩不同部位的季节性沉积研究

2002年4月至2003年4月，通过对崇明东滩南部、中部和北部的标志桩观测以及实地观测分析，发现崇明东滩在一年中不同季节冲淤变化过程存在很大差异：春季到夏季，南部以冲刷为主，中部和北部以淤积为主；夏季到秋季，南部和中部以淤积为主，北部表现为冲刷；秋季到冬季，南部、中部和北部都以冲刷为主；头一年冬季到次年春季，南部和北部以淤积为主，中部则表现为冲刷。在同一观测路线上，不同季节高、中、低潮滩冲淤也存在一定差异。通过对沉积物粒度、水体含沙量等指标的测试，并借助潮差等资料，探究了影响潮滩季节性沉积的因素，发现潮滩季节性沉积与潮滩基础地貌、水体含沙量、水动力、潮流等有密切关系；但在不同部位不同季节，各因素对潮滩冲淤影响程度各不相同。     

崇明东滩不同部位的季节性沉积研究

2002年4月至2003年4月，通过对崇明东滩南部、中部和北部的标志桩观测以及实地观测分析，发现崇明东滩在一年中不同季节冲淤变化过程存在很大差异：春季到夏季，南部以冲刷为主，中部和北部以淤积为主；夏季到秋季，南部和中部以淤积为主，北部表现为冲刷；秋季到冬季，南部、中部和北部都以冲刷为主；头一年冬季到次年春季，南部和北部以淤积为主，中部则表现为冲刷。在同一观测路线上，不同季节高、中、低潮滩冲淤也存在一定差异。通过对沉积物粒度、水体含沙量等指标的测试，并借助潮差等资料，探究了影响潮滩季节性沉积的因素，发现潮滩季节性沉积与潮滩基础地貌、水体含沙量、水动力、潮流等有密切关系；但在不同部位不同季节，各因素对潮滩冲淤影响程度各不相同。     

1968～2018年洞庭湖江湖连通河道松滋口冲淤变化特征

探究江湖连通河道演变态势是评估重大人类活动事件对江湖关系变化影响的重要环节。以洞庭湖—荆江三口中松滋口河道为研究对象，通过建立其河道长期的水位—流量关系曲线分析其河道的冲淤变化特征，对其河道冲淤变化驱动因素进行分析，并采用实测河道断面资料验证其结果的可靠性。结果表明：水位—流量关系曲线法分析河道地形冲淤演变特征与实测横断面地形资料分析结果一致，松滋口河道同流量下水位下降对应于该时期河道冲刷，同流量下水位上升对应于河道淤积。不同时期松滋口东西分支河道冲淤变化主要驱动因素不同。1968～1981年间，下荆江裁弯引起的河势变化是西支新江口河道冲刷与东支沙道观河道淤积的主要诱因。1981～2003年间，其东西两支河道淤积主要是由于葛洲坝运行后引起的上荆江河道冲刷导致的。2003～2018年间，其河道冲刷主要是由于三峡大坝运行引起的河道水沙比例的大幅改变导致的。     

长江口前缘沙洲演变与流域泥沙要素关系

为了研究河口前缘沙洲演变过程与流域入海泥沙要素关系，建立了长江口前缘沙洲面积冲淤速率和流域入海泥沙要素关系曲线，并预测沙洲发展趋势。结果表明：长江河口前缘沙洲1958~1989年-5 m以浅面积表现为淤涨，1989~2000年为淤涨和侵蚀交替变化，但幅度较小，自2000年起为冲刷趋势发展，这一过程伴随流域入海泥沙量和含沙量的减少而产生。同时沙洲面积的锐减过程中存在临界泥沙要素条件，并建立了相应的经验曲线，当沙洲面积冲刷和淤涨达到平衡时，临界入海沙量和含沙量临界值分别为283×10⁸t/a，0318 kg/m3。依据以往三峡水库蓄水后入海沙量预测数据，三峡水库蓄水后60 a左右前缘沙洲-5 m以浅面积将侵蚀到1958年水平，其后沙洲面积增加趋势，面积逐渐恢复。2003~2011年长江流域入海泥沙量小于三峡水库蓄水前的预测数值，沙洲面积的冲刷趋势将加剧，应引起有关机构和部门重视     

近期长江河口横沙通道冲淤变化与微地貌特征

于2015年2月1~7日利用多波束测深系统对长江口横沙通道河槽进行走航测量，结合人类活动强干扰下的海图水深数据及河槽表层沉积物资料分析近期长江河口横沙通道河槽冲淤变化与微地貌特征，探讨河槽冲淤演变和床面微地貌之间的相关性以及河口河槽冲淤演变过程和微地貌特征对人类活动的响应。结果显示：近年来横沙通道河槽持续受到冲刷，2002~2013年泥沙净冲刷量为0.86 × 108m3，平均每年冲刷0.08 × 108m3，其原因可能与三峡蓄水工程、北槽深水航道治理工程和北港青草沙水库工程的实施有关。而横沙通道的河床冲刷对圆圆沙航槽和北槽航道的泥沙回淤具有一定的贡献；其底床上除发育平滑床底外，还广泛发育凹坑和冲刷痕等侵蚀性微地貌，且河槽受到冲刷导致底沙推移质运动增强，促进了沙波微地貌的发育。     

长江口南支岛屿沙洲湿地陆向发育过程中表层沉积物有机碳变化

通过对白茆沙、扁担沙、中央沙、九段沙和崇明岛等长江口南支湿地表层沉积物有机碳含量的测定，研究河口岛屿沙洲湿地陆向发育过程中表层沉积物有机碳变化。结果得出：长江口南支岛屿沙洲湿地陆向发育过程中，表层沉积物有机碳含量逐步增加。处在发育前期的岛屿沙洲湿地，表层沉积物有机碳含量低，如白茆沙仅1057%，随着岛屿沙洲的发育，表层沉积物有机碳含量逐渐升高，如发育较为成熟的崇明东滩湿地达3176%；另外，从高程较低的光滩到发育较为成熟的芦苇带，表层沉积物有机碳含量也逐渐增加，其中芦苇带的含量最高（3004%），海三棱藨草带次之（1812%），光滩较低（1436%）；再者，随着岛屿沙洲湿地的陆向发育，其表层沉积物有机碳分布越来越不均匀，也说明了岛屿沙洲陆向发育过程中表层沉积物有机碳含量的变化趋势。这表明河口岛屿沙洲湿地陆向演变过程中，表层沉积物发挥着积极的有机碳汇聚功能     

基于遥感及数值模拟的崇明东滩冲淤与植被关系探讨

首先提取多时相卫星影像的水边线信息，借助水动力模型模拟水边线对应时刻的水位，根据水边线水位及实测潮滩高程断面推算潮滩的高程及冲淤变化信息，同时利用高分辨率遥感影像（Quick Bird）对潮滩植被进行模糊分类及变化监测，并通过植被覆盖度指数及现场观测数据反演植被的发育程度信息。依据上述计算结果探讨了崇明东滩冲淤变化与植被及潮间带高程的关系。结果表明在崇明东滩中低潮滩附近存在冲淤峰值，由峰值位置向海向陆侧递减。年平均沉积速率与潮滩高程(<3.4 m)的相关性〖WTBX〗R〖WTBZ〗2=0.8 106。中低潮滩出现最大沉积速率主要是受植被的捕沙作用及沉积滞后的影响，高潮滩沉积速率较小则归因于高潮滩淹水机率相对较小导致泥沙在高潮滩落淤量降低，相反低潮滩则由于高程较低加之缺少植被保护沉积速率较小。结果同时表明由于南北部潮滩动力条件及植被状况的差异导致崇明东滩从北部滩面、中部滩面到南部滩面冲淤峰值出现的高程各不相同。总之，遥感技术结合水动力模型能够较方便地得到滩涂相关环境因子信息，克服了常规测量的困难，为分析海岸带冲淤变化动态提供了新的技术手段。〖     

基于遥感信息的二十年来上海市滩涂湿地时空动态分析

上海地区滩涂湿地是我国重要的湿地，含有丰富的生态价值。近年来，滩涂湿地受到了自然因素和人类活动的强烈影响，滩涂资源锐减，进一步影响了其生态系统的结构与功能。使用Landsat TM/ETM+遥感卫星数据，并结合大量的地面调查，对上海地区滩涂湿地近20余a的时空动态进行了探讨。结果显示：上海地区滩涂资源丰富，1 m等高线以上滩涂湿地面积33075 km2，主要分布在大陆边滩、长江口岛屿及江心沙洲等处；滩涂湿地淤涨快速，以年均100～300 m的速率不断向海延伸；滩涂湿地圈围强度较大，近20余a累积圈围滩涂65354 km2，严重影响滩涂资源及其生态环境。研究表明，人类活动是影响上海地区滩涂湿地变化的首要问题，为此，应遵循滩涂湿地的自然演变规律，同时加强协调管理，控制圈围，保护与合理利用滩涂资源     

长江口九段沙上沙典型潮滩年周期冲淤变化分析

根据2006年6月-2007年6月长江口九段沙上沙两固定断面逐月滩面高程测量结果，并结合同期表层悬沙浓度逐日观测资料，对潮滩的短周期冲淤变化过程及其演变特征进行了分析。结果表明：①潮滩具有明显的季节性冲淤循环规律，呈现“洪淤枯冲”的变化特征，其垂直冲淤量与同期提前一周长江大通径流量呈较好相关关系，相关系数达0．61；②“碧利斯”台风导致滩面平均蚀低6．4cm，最大蚀深20．2cm，其侵蚀量占年侵蚀总量近五成；③有人工抛石堤庇护的潮滩相对于自然潮滩，其冲淤变化量值和幅度均较小，而其相对高程与悬沙浓度间的线性相关系数变幅大，表明人工抛石堤具有一定的保滩功能，但其同时也改变了潮滩自然发育演变过程和规律。分析认为：上述潮滩年周期冲淤演变特征是在人为因素影响基础上，暴风浪和流域来水来沙综合作用的体现。     

长江中下游河道与岸线演变特点

分析了长江中下游河道岸线变化的主要因素，它们分别是河岸崩塌，泥沙淤积及人类活动等，其中河岸崩塌是河道岸线演变的最主要原因。总的来说长江中下游干流河势是稳定的，但五个河段有各自演变特点和规律，其中宜昌－枝城段河道与河床比较稳定，岸线顺直，但葛洲坝和三峡水利枢纽建成后对河床的冲刷作用较大；荆江段是长江著名的河曲段，其冲淤变化较大；城陵矶至湖口段为节点和分汊河床组成，一般来说节点较为稳定，而分汊河床不太稳定，湖口至江阴河段岸线一般较为稳定，但弯道河床变化较大；河口段不但受江流作用影响，还受潮流与波浪等共同影响，所以河口河床演变迅速，主要表现为汊道主泓迁移摆动。     

长江口南港近期的演变及其与重大工程之间的关系

长江口为典型的多级分汊中等潮汐河口，口门宽阔、径潮流强劲、泥沙运动复杂、河槽交替多变，给河口综合治理带来困难。长江口各分流汊道演变过程中，此消彼长是永恒的主旋律，其产生、发展、扭曲、萎缩、消亡具有周期性演变规律。为发挥长江黄金水道的优势，促进国民经济发展，长江口先后实施了深水航道治理工程、南北港分流口处的新浏河沙护滩和南沙头通道限流工程，以及中央沙促淤圈围工程和青草沙水源地工程等，南北港和南北槽分流口河段得到有效控制，对长江口未来的演变产生深远影响。基于南北港分流口以下丰富的地形、水文现场资料，对近年来南港地形演变进行了深入分析，在肯定工程稳定河势的同时，认为目前南北港分流口以下，尚存在南港主流偏离南岸致使发生近岸淤积，以及瑞丰沙中下段沙体刷深导致水流分散，不利于河势稳定等问题。并探讨了长江口“先下后上”治理模式的优缺点，建议在长江口河势尚未发生较大变化时，站在整体的高度，综合考虑河势、航道、水土资源、防洪潮及排灌、生态环境保护等诸多因素，尽快实施长江口综合整治工程。     

1973～2017年扬中市江岸冲淤遥感监测及古河道塌江分析

江心岛沿江地区的泥沙淤积、水流侵蚀以及江堤坍塌对江心岛面积形态、滩涂围垦、航道变化、河口生态等都会产生重大影响。以长江干流第二大江心岛——扬中市为研究对象，基于遥感影像监测了1973~2017年沿江区域冲淤变化和塌江区域，结合多种资料分析变化成因。结果表明：（1）1973~2017年扬中市沿江地区冲淤变化分3个阶段，不同阶段淤积和冲蚀特点鲜明；（2）经过经纬度定位， 扬中市塌江区域发生在1930年扬中市主岛太平洲右侧两个江心岛之间的夹江与西南—东北向的一条古河道的交汇处；（3）塌江事件与常规水流冲刷无关，古河道出口被堵形成水压，沿江区域江底“深槽”引发“旋流”掏空底部泥沙，加上汛期后江水下泄，内外压力差加大直接引发塌江。     

互花米草在上海崇明东滩的入侵历史、分布现状和扩张趋势的预测

近20余a来，互花米草在我国沿海及河口滩涂快速扩散，已成为我国海岸盐沼中最重要的入侵植物。上海崇明东滩是我国长江口的国际重要湿地，目前受到了互花米草入侵的严重威胁。自1995年在崇明东滩首次发现互花米草以来，互花米草的分布面积已超过1 600 hm2。总结了近几年在崇明东滩进行的互花米草相关研究，旨在对互花米草的控制与管理提供科学依据。目前互花米草主要分布在崇明东滩的东部及北部，决定其入侵动态与分布的主要因素在于：（1）互花米草对沿海滩涂环境具有良好适应与耐受能力；（2）人为引种大大加快了互花米草的扩张速度；（3）崇明东滩湿地的水分盐度条件特征导致互花米草主要分布在崇明东滩的东部与北部。根据互花米草的生理学特征和长江口地区的水文特点可以推断：互花米草在东滩东部和北部将继续扩张，但目前尚难入侵东滩南部区域，而人类活动可能加剧互花米草入侵。根据互花米草的入侵现状和趋势，必须尽快采取多种途径对互花米草进行控制和管理     

长江口拦门沙河槽季节性冲淤的主控因子探讨

根据长江口南槽3a中的23次地形实测资料,揭示拦门沙航道的季节性冲淤规律及其主要影响因子,并利用所获得的经验关系对入海水沙特征年份及洪水、风暴迭加情况下河床的冲淤幅度进行了预报,结果表明：拦门沙航槽的季节性冲淤变化主要受洪水和风暴控制,在不受风暴干扰的前提下,河槽纵向上各点的水深同大通站径流量之间存在负相关关系,相关性以径流同落后1-2月的地形之间的关系为最好;随着向海距离增大,这种“滞后”时间有延长趋势,正常年份径流引起的洪枯季最大冲淤幅度约为0.6-0.7m量级,特枯水（沙）年和特丰水（沙）年引起的洪枯季最大冲淤幅度估计分别为0.4-0.5m和0.9-1.0m量级,十年一遇的风暴引起约0.4m的淤积。苦特丰水（沙）年洪水和百年一遇的强台风碰头,拦门沙河床的洪枯季冲淤幅度可能达1.5m左右量级。     

上海石化近岸海床冲淤特征与海堤稳定性分析

运用GIS对2000~2013年上海石化近岸海床冲淤特征、机制及海堤稳定性进行研究。结果表明:(1)2000~2013年海床大范围为淤积区,但金山深槽冲刷强度较大。其中,2000~2004、2004~2008年以冲刷为主,年均净冲刷速率为5.27 cm和10.52 cm;2008~2012年以淤积为主,年均净淤积速率为8.50 cm;2012~2013年冲淤较稳定,稳定区占总面积的76.04%;(2)8个断面北岸及深槽中部(断面Ⅴ)地形较稳定,但在深槽西部(断面Ⅰ和Ⅱ)和东部(断面Ⅶ和Ⅷ)南侧冲刷;离岸15m以浅海床以淤积为主;(3)海堤稳定评估中,第六次围堤岸段稳定性较低。总之,海床的冲刷与金山涨潮冲刷槽补沙机制的丧失有关,同时城市沙滩、南汇促淤等工程也有影响,新一轮涉水旅游项目正在开发中,需密切关注。     

长江口拦门沙河槽季节性冲淤的主控因子探讨

根据长江口南槽 3a中的 2 3次地形实测资料 ,揭示拦门沙航道的季节性冲淤规律及其主要影响因子 ,并利用所获得的经验关系对入海水沙特征年份及洪水、风暴迭加情况下河床的冲淤幅度进行了预报。结果表明 :拦门沙航槽的季节性冲淤变化主要受洪水和风暴控制。在不受风暴干扰的前提下 ,河槽纵向上各点的水深同大通站径流量之间存在负相关关系 ,相关性以径流同落后 1～ 2月的地形之间的关系为最好 ;随着向海距离增大 ,这种“滞后”时间有延长趋势。正常年份径流引起的洪枯季最大冲淤幅度约为 0 .6～ 0 .7m量级 ,特枯水 (沙 )年和特丰水 (沙 )年引起的洪枯季最大冲淤幅度估计分别为 0 .4～ 0 .5m和 0 .9～ 1.0m量级。十年一遇的风暴引起约 0 .4m的淤积。若特丰水 (沙 )年洪水和百年一遇的强台风碰头 ,拦门沙河床的洪枯季冲淤幅度可能达 1.5m左右量级。     

依托北槽、建设长江口亚三角洲体系——关于长江流域开发龙头新基地的战略构想

当前正处于向长江口发展的最好时机。随着长江口深水航道整治工程的开展，长江口水流复杂、河势易变的局面正在改变，加之长江口越江通道的建成通车，在长江口外形成超深水泊位及超深水航道的条件已渐趋成熟。利用长江口外-15 m以深的天然水深建设海上人工岛，就可达到-20 m以深的航道水深，打造河口深水大港，使之成为长江流域水水中转、海陆联运的桥头堡；而整治、疏浚工程所产生的大量泥沙，又为促使横沙东滩及其邻近沙洲加快成陆创造了条件。通过疏浚、促淤、造陆的三位一体，预计可在未来20 a间长江口南港与北港之间、北槽主航道两侧形成500多km²的河口岛群，发育塑造成为长江河口的亚三角洲体系.     

三峡工程运用后洞庭湖水沙情势变化及其影响初步分析

采用原型资料分析、长河段一维数学模型计算等手段，分析和预测了三峡工程运用对洞庭湖水沙与冲淤影响，研究了三峡工程运用对洞庭湖出口水位的影响，在此基础上初步分析了三峡工程运用对湖区防洪与生态环境影响。研究成果表明：三峡水库运用后30 a末，荆江三口年均分流量和分沙量比多年平均值分别减少43%和73%，三口分流道的河床相应发生冲淤变化；三峡工程运用后，受荆江三口分流比减少影响，洞庭湖区泥沙淤积显著减少，对增强洞庭湖区调蓄功能、延长洞庭湖寿命有利；受三峡水库调度运用与长江干流河道冲刷影响，洞庭湖出口水位以下降为主，汛期水位的下降将对湖区防洪有利，而枯期水位的下降将对湖区水资源利用及生态环境带来一定不利影响。