长江口滩涂地形冲淤分析研究

为获得长江口滩涂地形的冲淤演变规律,运用GIS的数据处理与空间分析功能,提出了基于分区的冲淤量时间序列分析、冲淤量与上游来沙量相关分析、沙洲质心推移分析、典型断面分析的滩涂地形综合分析方法,即以滩涂分区和江心沙洲为对象、分时段定量研究冲淤变化的方法。在对全系列实测滩涂地形资料逐年分析的基础上,对长江口滩涂地形进行分区域的冲淤分析,并选取1991、2001和2008年3个代表年份,研究了长江南支上段主要沙洲地形演变规律。总体上,崇明东滩、长江南支、长江南港、长江北港、南汇东滩、九段沙近期冲刷大于淤积,而崇明北沿、横沙东滩以淤积为主,长江南支冲刷作用明显,江心沙洲往东南方向推移,分析表明长江入海泥沙年输移量以及年均含沙量变化是造成长江口江心沙洲冲淤演变的重要因素之一。     

上海滩涂后备土地资源及其可持续开发途径

上海潮滩土地资源十分丰富,高程2m以上的滩涂面积为266km2,0m以上滩涂面积为896km2,-2m以上的滩涂面积为1513km2,-5m以上的滩涂面积达2699km2。这些淤积潮滩每年以20～350m的速度不断地向海淤涨。但以自然淤涨的速度与上海市建设需求的土地相比,仍然入不敷出。据统计,近50年来上海市圈围土地8.0×102km2,而城市建设占用农业耕地面积15×102km2。因此,必须通过人工促淤途径,加速中、低滩沼泽化和围涂造地的速度,扩大土地面积来满足上海城市建设和经济发展所需。但是,滩涂的开发要适度,要遵循自然演变的基本规律,同时需要与河口的综合开发治理和生态修复相结合。     

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。〖     

不同滩涂促淤围垦方式对大型底栖动物群落的影响

滩涂促淤围垦会对大型底栖动物造成一定程度的影响,但关于不同促淤方式对大型底栖动物的影响未见有报道。以长江口浦东机场外侧滩涂促淤区为研究对象,分析吹沙促淤区域和抛坝促淤区域中大型底栖动物的分布特点。结果显示:大型底栖动物在抛坝促淤区和吹沙促淤区年均密度分别为(835.98±572.41)ind./m~2和(52.85±12.04)ind./m~2,年均生物量分别为(135.25±63.99)g/m~2和(40.82±6.84)g/m~2,单因素方差分析显示,两者存在显著性差异(P0.05),进而表明不同促淤方式对大型底栖动物的密度和生物量影响不同。CLUSTER聚类和MDS排序图说明吹沙促淤区和抛坝促淤区断面之间的大型底栖动物群落组成存在差异性。对各断面间群落相似性矩阵进行SIMPER分析表明河蚬、光滑狭口螺和谭氏泥蟹为两种区域共有优势种,其贡献度分别为56.10%、10.81%、9.62%,且三者在吹沙促淤区中的密度分布少于抛坝促淤区。研究表明泥沙淤积的快慢程度是影响促淤围垦区内大型底栖动物分布的重要因素。     

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。     

长江口南汇东滩淤涨演变分析

根据1983－1999年历年地形测图和1999年4月-2000年3月潮滩断面定位观测的相对高程记录，结合潮滩水文泥沙观测资料，对长江口南汇东滩的淤涨演变进行分析。结果表明，不断淤涨的平缓潮滩在风暴浪和常浪作用下发生相就应的突变和渐变，并且常浪对滩面起洗平作用，而风暴浪对滩面起掀掘作用。潮流携带细颗粒泥沙塑造潮滩，通过上、下滩水体含沙量之差可计算潮滩的堆积速率，从滩坡平衡原理可计算潮滩水平扩展趋势。计算结果得到南汇潮滩堆积速率为4．5cm/a，淤涨速率40－50m／a，写实测资料相符。     

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。     

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。     

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。     

基于水动力模型及遥感水边线方法的潮滩高程反演

由于潮滩范围广,变化频繁,缺乏常规的地形测量资料,给潮滩开发建设带来极大不便。以崇明东滩为实验区,依据长江口1999~2004年多时相遥感影像的光谱特征,对不同潮情的影像采用不同的波段提取水边线信息。同时利用水动力模型软件（Delft3D）模拟卫星过境时刻潮位并赋值给相应的水边线,对具有高程信息的水边线利用地理信息系统空间分析功能进行空间插值处理,生成潮滩的数字高程模型。将初始高程作为模型输入重新运行水动力模型,并将水边线模拟结果与卫星影像提取的水边线对比进一步修正潮滩地形,直到提取水边线与模拟水边线满足精度要求为止。最后利用崇明东滩2005年4条实测剖面与对应年份高程模拟结果进行对比检验。结果表明,该方法能够较高精度地反演潮滩的地形信息,其平均误差分别达到050 m（σ2=031）、019 m（σ2=004）、015 m（σ2=003）及013 m（σ2=003）。     

基于灰度形态学和小波变换的淤泥质潮滩水边线提取

平坦的海岸带淤泥质潮滩水边线是模糊的水陆边界，在遥感图像上呈现复杂的边缘，特征获得连续、准确的水边线轮廓是水边线自动提取过程中的难点之一。以长江口崇明东滩为例，选取两景有代表性的Landsat TM影像，采用灰度形态学方法对图像进行预处理，然后采用小波模极大值法获取不同尺度下的水边线轮廓，解决了高细节区边缘的破碎问题，实现了淤泥质海岸带潮滩模糊边界的水边线自动提取。     

潮汐河口水库型饮用水水源地保护区划分技术方法

长江口作为上海重要水源地,至今还没有依法划定水源保护区。目前国内的饮用水水源地保护区划分技术方法在潮汐河口水域应用时存在科学性差、适用性不强等问题。对国内外饮用水水源地保护区的划分方法进行了调研;研究了河口潮汐往复流特征、水污染排放、水环境特点,明确了河口水源库水质净化和防范突发污染事故风险的要求,提出了充分利用水库库区自净能力的划分原则和应用污染物最大流动距离法划分潮汐河口水库型水源地二级水源保护范围的技术方法。以氨氮作为特征因子分析水库的自净能力,认为库区作为一级保护区可以承担二级保护区的水质净化功能。以99%保证率的涨落潮流速并考虑季风的影响计算得到最大流动距离,并以此确定了青草沙水库的二级保护区范围上下游和横向边界范围。研究表明该方法概念清晰,简单实用,可靠性强。     

水动力学法预测三峡工程对洞庭湖洲滩的影响

用水动力学方法，根据三峡建库前后不同的时空边界条件，模拟长江水情要素，并建立长江水位与洞庭湖水位的回归方程，从而预测三峡工程对洞庭湖区洲滩面积的影响。     

上海滨岸潮滩生物多样性及其利用与保护

滨岸潮滩是海岸带的重要组成部分和主要的地理景观 ,具有多种环境功能和生态价值 ,对沿海地区的经济发展起着重要的作用 ;同时滨岸潮滩又是一个环境脆弱带和敏感区 ,极易受人为活动的干扰和破坏。生物多样性是人类生存和经济得以持续发展的基础。滨岸潮滩是生物多样性最为丰富的生态系统之一。通过对上海滨岸潮滩生物多样性影响因素的调查与分析 ,研究了目前人类活动对上海滨岸潮滩生物多样性造成的严重威胁 ,污水的排放使滨岸潮滩水质和底质严重污染 ,对滨岸潮滩的围垦改变了潮滩的自然本底状态 ,造成潮滩生物生长发育和栖息的环境受到破坏 ,影响滨岸潮滩生物多样性。指出滨岸潮滩等方面的社会与环境价值 ,并探讨了上海滨岸带开发与滨岸潮滩生物多样性的保护和利用问题     

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     

长江口潮间带湿地涨退潮期N2O的排放通量研究

随着河口区接收上游人为氮排放量的增加,为这一区域氧化亚氮（N2O）的排放增加了很大不确定性。选择长江河口潮间带湿地为研究对象,分别采用原位静态箱法和静态顶空法,从2011年1月至12月对长江口沉积物 大气界面以及涨潮水 大气界面的N2O排放通量进行了为期一年的现场观测和研究。研究结果表明,沉积物 大气界面N2O通量有着显著的时空差异。N2O排放通量在日变化以及季节变化上都表现出明显的源汇转变,就年平均排放通量,光滩带沉积物 大气界面达到了599 μgN2O/(m2〖DK〗·h),而海三棱藨草盐沼带与大气间N2O交换则十分微弱,为060 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。对长江口涨退潮期光滩和草滩上覆水体 大气界面N2O排放通量的研究表明,长江口涨退潮期在夏季和秋季,无论是光滩还是草滩均表现为大气N2O的稳定排放源,其中夏季平均253 μgN2O/(m2〖DK〗·h),秋季平均排放通量为207 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。作为河口区上游排放氮素的直接接收者,和沉积物 大气界面N2O排放相比,长江口涨潮水 大气界面N2O排放稳定而又显著,是长江口N2O排放的主要贡献者,应成为这一区域N2O排放的关注热点     

横沙岛潮滩沉积物中重金属的空间分布与累积

长期以来,长江流域的工农业及城市生活排污一直没有得到有效的控制,这必将对下游河口地区的生态环境造成直接或潜在的威胁。因此,针对横沙岛目前的潮滩环境进行研究,并就潮滩质量和发展趋势进行评价非常必要。通过对横沙岛潮滩表层沉积物中重金属元素空间分布与累积的统计学分析,得知横沙岛潮滩环境总体比较清洁,但多年来受城市工业废水和生活污水排放,以及城市汽车尾气和工业粉尘干湿沉降的影响,局部地区表现出较严峻的污染形势,Cu、Zn、Cr、Pb的最高浓度分别达到背景值的2.34、4.24、2.74和1.63倍。通过对潮滩表层沉积物粒度和有机质含量的分析,指出水动力条件、潮滩生物活化作用是影响重金属空间分布和累积的主要因素。     

近期长江口崇明岛周边岸滩沉积特征及影响机制

大河入海河口由于巨量泥沙堆积以及潮汐作用,往往发育着河口沙岛。崇明岛是世界上典型的河口沙岛,近年来,随着长江流域泥沙来源锐减以及河口大型水利工程建设等,给崇明岛周边岸滩沉积环境带来深刻影响。研究依据2015年9月～2018年4月对崇明岛周边14个岸滩断面的表层沉积物采样数据和定点水文观测资料,分析崇明岛周边岸滩沉积环境特征和区域性差异,探讨不同岸滩断面沉积过程和作用机制。结果表明:崇明岛岸滩沉积物以砂质粉砂和粉砂质砂为主,沉积物中值粒径总体表现为南岸北岸东滩,平均为48μm。南、北岸岸滩总体表现为坡陡、滩窄,沉积物自西向东逐渐变细的特征,北岸岸滩坡度略缓,南岸崇头至庙镇之间存在局部细颗粒物质沉积区;东部岸滩滩宽、坡缓,整体表现为"北细南粗"的沉积特征。岸滩沉积断面上,上细下粗,高潮滩处粘土组分含量相对较高,水下斜坡和河槽底部粉砂含量较高。南、北支河势演变形成了崇明岛"南坍北涨"沉积环境的分布格局;径、潮流作用对岸滩断面沉积物分布特征影响明显;风浪对崇明东滩浅滩沉积物具有强烈的分选作用;潮滩植被主要影响细颗粒沉积物在潮间带的分布;流域来沙减少对崇明东滩前沿沉积环境趋势影响显著。