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。     

长江口北槽航道淤积过程的动态系统数学模拟

采用非传统方法－－现代控制理论中的动态系统辨识理论与时间序列分析相结合的方法对长江口北槽人工航道淤积过程作探讨，建模及预报，从得到的动态数学模型的模拟结果，预防结果看，与实际情况相吻，说明此尝试是成功的。     

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.     

长江山区航道雾的时空分布特征分析

利用长江航道局布设在长江航道沿线重庆段39个人工雾情信号台近3 a的雾情观测资料,详细分析了重庆段航道雾的时空分布特征,并基于以上雾情及整个长江山区航道（宜宾到宜昌）逐里程的经度、纬度、水道宽度、河面弯曲度、河道变化剧烈度、河道支流岔道等6类地理信息因子,采用神经网络方法模拟了长江山区航道雾情综合指数的地域精细化分布。统计结果显示：长江山区航道雾总体上呈现冬多夏少的季节特点,但也有冬少夏多或四季比较平均的情况存在;大多数雾情形成于0～8时,结束于8～12时,其中大雾开始早、结束晚、持续时间长;重庆段航道雾空间分布差异较大,涪陵的蔺市到丰都段、万州的黄花城分布最多,年均大雾30～50次,最少的安坪至夔峡段年均不到5次。模拟结果表明,利用地理信息因子及神经网络法基本可以模拟出重庆段航道雾情分布状况,此方法推广应用,可获取整个长江山区航道雾情的精细化分布,输出结果与航道雾情资料分析及实地考察调研结果在分布趋势上比较接近,但由于试验存在局部误差收敛及因子选择局限性问题,因此模拟结果还不能完全代表航道雾情的实际分布状况,模拟试验还需更多资料及影响因子加入     

近期长江口南北槽分流口河段悬沙输运机制研究

针对近期长江口南北槽分流口地区出现新的河床冲淤演变情况,对分流口河道尤其北槽入口河段多次实测水文结果进行分析,探讨了分流口河道悬沙输运机制。〖JP2〗通过引入输沙机制影响强度尺度参数,得到悬沙输运机制的数学表达形式,并进一步探讨了北槽入口河道产生淤积的原因。结果表明：(1)北槽分流口存在三级输沙机制,且不同输沙机制项在近口段、口中段和口内段各段中影响程度也不相同;(2)分流口泥沙来源于南港河段,在向“南港-北槽”输运过程中,一部分泥沙受到分流潜堤拦截,落淤在潜堤北侧造成九段沙沙头持续淤长;(3)悬沙在口中段受两项输沙机制的共同控制下,跨跃航槽,横向输运。并在输移过程中落淤,最终形成北槽入口局部区域的持续淤积     

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。     

长江口中华鲟自然保护区附近水域浮游植物分布

根据2004年5月至2005年8月4个航次的调查数据,对长江口中华鲟自然保护区附近水域浮游植物分布进行调查分析.结果表明,调查水域物种丰富,共记录浮游植物6门68属132种,硅藻门的物种最多(37属93种),其次为绿藻(17属20种),甲藻、蓝藻、黄藻和裸藻相对较少;物种群落结构多样,有近海低盐性、外海高盐性、河口半咸水性和淡水性四大类群,浮游植物年平均丰度为305.28×104 ind/m3,平水期(5、11月)＞丰水期(8月)＞枯水期(2月),中肋骨条藻(Skeletonema costatum)对物种之间细胞丰度分配比例和浮游植物细胞总丰度起关键性支配作用.长江径流、外海水系季节性消长直接影响到浮游植物物种组成与种群结构变化,浮游植物河口生态特征明显.     

长江口南槽中段枯季水沙输运特征研究

根据2015年1月7日至14日在长江口南槽中段主槽内获得的流速和悬沙观测资料,运用机制分解法分析了从大潮到小潮连续变化过程中南槽中段的水沙输运机制,通过小波分析方法探讨了悬沙浓度和流速的周期性对悬沙输运的影响。研究结果表明:(1)在一个大小潮周期过程中各潮周期的单宽净输水以向海为主,斯托克斯余流和欧拉余流的强度由大潮到小潮呈减小趋势;(2)各潮周期的单宽净输沙以向陆为主,与净输水方向相反,输沙强度从大潮至小潮呈现"小-大-小"的变化特征,该特征的产生与潮泵效应输沙的剧烈潮周期变化有关,平流输沙、潮泵效应输沙与垂向净环流输沙项是影响潮周期净输沙的主要成分;(3)小波分析表明,悬沙浓度和流速具有多个时间周期的变化,它们与水位的联合作用导致瞬时输沙率具有2个明显的时间周期变化。     

安徽省霾时空分布特征分析

利用安徽省78个气象台站1971～2010年能见度和相对湿度资料,统计出历年各站霾发生日数并分析其时空分布特征,通过历年霾日数变化趋势、EOF分析等方法对安徽省近40 a霾的气候变化特征进行分析。结果表明：安徽省霾日数存在显著的增多趋势;霾高发期在秋冬季,1月更是一年中霾发生最多的月份;5～6月是霾发生的次高峰,6月的极重霾为全年中最多;白天出现霾的几率高于夜晚,早上8时是一天中最容易出现霾的时刻。安徽省霾年平均日数的空间分布很不均匀,平原多于山区,主要城市及周边地区的年平均霾日数较多,山区很少;沿淮淮北的极重霾日数最多。2007年前后霾的年平均日数达到40 a来的最高值。霾日数EOF前4个模态累积方差贡献为793％,说明安徽省绝大部分地区霾日数随年代的变化都是呈增长趋势;时间系数表现为明显的年代变化,以3～4 a周期震荡增长为主     

近期长江口南港河槽沉积地貌变异及其可能原因

南港是长江口两个主要入海通道之一,也是长江深水航道的必经之路。基于2012和1984年的地形资料,利用Arc GIS技术对南港进行冲淤分析;并用同一种方法(筛析法-移液管)对相应年份所采表层沉积物样品进行粒径测试对比。结果表明:近28年来南港地形发生了重大变化,复式河槽间的沙脊因刷深而趋于消亡,主航槽则淤浅数米;沉积物中值粒径均值从81μm下降为24μm,特别是原沙脊位置上的沉积物从砂变细为砂质粉砂或粘土质粉砂。分析认为,采砂是上述变化的主要原因:沙脊采砂使复式河槽中脊消失,水动力减弱,河槽中央过水断面增大、分流增多,两侧航槽流速减小导致淤浅;沉积物变细是较粗颗粒被采走、动力减弱和淤积发生的综合结果。     

长江流域年平均气温的时空变化特征

利用长江流域146个气象站点1960~2005年的逐年气温资料,选用EOF和REOF方法识别长江流域年平均气温空间变化特征,并对长江流域年平均气温变化敏感区域进行时间演变分析和突变检测。研究表明:长江流域年平均气温主要有2种空间振荡型（即全流域气温变化趋向一致型和流域内气温变化存在东西向差异型）,3个变化敏感区域（长江流域中下游地区、长江流域南部和金沙江流域）。3个变化敏感区域的年平均气温都在20世纪90年代明显升高,且均在90年代后期呈突变增加,其中金沙江流域升温趋势最为明显,气候倾向率为0.20℃/10a。全流域1991~2005年年平均气温距平空间分布表明,自1991年以来全流域都为升温趋势,其中长江流域中下游地区和金沙江流域是升温幅度最大的地区。     

长江流域年平均气温的时空变化特征

利用长江流域146个气象站点1960~2005年的逐年气温资料，选用EOF和REOF方法识别长江流域年平均气温空间变化特征，并对长江流域年平均气温变化敏感区域进行时间演变分析和突变检测。研究表明:长江流域年平均气温主要有2种空间振荡型（即全流域气温变化趋向一致型和流域内气温变化存在东西向差异型），3个变化敏感区域（长江流域中下游地区、长江流域南部和金沙江流域）。3个变化敏感区域的年平均气温都在20世纪90年代明显升高，且均在90年代后期呈突变增加，其中金沙江流域升温趋势最为明显，气候倾向率为0.20℃/10a。全流域1991~2005年年平均气温距平空间分布表明，自1991年以来全流域都为升温趋势，其中长江流域中下游地区和金沙江流域是升温幅度最大的地区。     

长江口南北支水沙特性观测研究

利用2009和2010年洪枯季、大小潮长江口南北支长时间序列的水沙盐观测资料,系统分析了近期南北支的水沙盐时空分布特征及南北支之间的关系,探讨了北支水沙盐倒灌,特别是泥沙倒灌对南支水域悬沙浓度的影响。分析结果表明:北支盐度和悬沙浓度年际、季节性及大小潮差异明显,一般大潮大于小潮,枯季大于洪季,平水年大于丰水年;南支受径流影响大,悬沙浓度均值在0.2kg/m3左右,盐度在0.25‰左右,南支悬沙浓度和盐度的大小均较北支小一个量级,其变化较北支复杂,尤其是在落潮时段盐度和悬沙浓度短时间内明显增加。北支作为河口唯一受潮汐控制的分支,水沙盐倒灌南支,倒灌期间南支悬沙浓度增加,洪季大潮有微弱沙量倒灌,悬沙浓度有0.05kg/m3的增幅,枯季大潮泥沙倒灌尤甚,南支悬沙浓度长时间维持在0.25kg/m3左右,最高可达0.62kg/m3。如上游径流量减小显著,则北支泥沙和盐水倒灌对南支的影响会增大。     

长江河口中央沙位移变化与南北港分流口稳定性研究

中央沙位于长江口南北港分流口河段，这一河段集中了宝钢等一批重要码头，下游有长兴岛造船基地和长江口深水航道等重点工程，因此分流口保持稳定至关重要。以1870年中央沙出现雏形以来的海图为基础资料，利用ArcGIS等GIS软件，研究了中央沙发育演变的位移变化及其典型剖面特征，发现中央沙的变化特点是在长期径流作用下后退和承接上游底沙下泄发生上提的“下移-上提-再下移……”的周期性演变规律。再进一步对南北港分流口各个沙洲近10年来面积和体积进行计算，结合实测水文资料对通道演变进行了分析，认为现阶段长江口南北港分流口处于不稳定时期，应尽早实施分流口整治工程，稳定河势、滩势和减小底沙下泄对下游的威胁.     

长江经济带经济演进的时空分析

长江经济带横跨我国东中西部,与沿海经济带共同构成我国国土开发和经济建设的“T”字形宏观格局,是全国经济联系的中心区域,在我国经济发展中具有极其重要的战略地位。改革开放以来,我国率先实施了沿海经济发展战略,地处我国沿海经济带上的长江三角洲、珠江三角洲和环渤海地区得到了超常规发展,带动了全国经济的繁荣,而作为我国另一条发展主轴线的长江沿岸地区,区域发展战略及相关政策的提出则相对较晚。通过对长江经济带的时空分析,选择1992~2010年作为时间序列,以长江经济带作为空间序列,运用定性与定量相结合的手段,在概括长江经济带整体经济发展情况的基础上,分析长江经济带空间分异的变化过程,以期对长江经济带的发展提供可行性的线索和建议     

长江中游洪湖至宜昌江段鱼类空间分布特征的水声学研究

为了解长江中游洪湖至宜昌江段鱼类时空分布变化,于2014~2015年的秋季、春季和夏季,使用Simrad EY60鱼探仪对该江段的鱼类时空分布特征进行了3次水声学调查。结果表明:鱼探仪探测获得的鱼类回波信号与湖底反射信号的图像均比较清晰,且图像的背景噪声较小,长江干流的鱼类多以个体形式进行活动,探测时未发现鱼群。夏季鱼类目标强度(TS值)最高(–47.2±8.6)d B,春季鱼类TS值最低(–60.0±6.4)d B,非参数检验结果显示,3个季节的鱼类TS值差异极其显著(P0.01);3个季节该江段鱼类资源水平分布不均匀,鱼类最大密度分别为63.7 ind./1 000 m3(秋季)、141.4 ind./1 000 m3(春季)和266 ind./1 000 m3(夏季),且3个季节鱼类水平分布差异极显著(F=151.08,P0.01);垂直水层方向上,3个季节的鱼类密度均表现出相同的分布特征,即表层中层底层,各水层3个季节之间的鱼类密度存在极显著性差异(df=2,P0.01);在方差齐性下,采用LSD方法对3个季节各水层之间鱼类密度进行多重比较,结果显示秋季仅表层与底层之间鱼类密度均存在显著性差异(P0.05);春季表层与中层、中层与底层之间鱼类密度均存在显著性差异(P0.05);夏季表层、中层和底层两两之间鱼类密度均存在显著性差异(P0.05)。该江段鱼类时空分布差异与鱼类的越冬、索饵、产卵等因素有关。     

江汉平原旱涝时空分布特征

利用历史旱涝资料和现代降水资源，总结了江汉平原旱涝时空分布特点；（１）旱涝多发且涝多干旱。旱涝在年际上分配不均年昧涝等级序列呈现２年、５－６年、２２年、４０年左右变化 准周期。旱涝还存在持续性和转换性特点。（２）旱涝在季节上有集中性、夏季夏涝最多，秋旱多于春旱，而春涝多于秋涝，夏秋连旱亦多发；另我，夏季洪涝与秋冬干旱在一定程度上相关。（３）旱涝在空间分布上略有差别，北部有东北部旱较多，而南部涝交多     

长江口及其邻近海域表层沉积物分布特征

根据长江口和杭州湾北部沉积物粒度分析数据,研究表层沉积物类型、分布以及分区特征。结果表明：沉积物的分布特征受水动力条件、地貌类型以及泥沙来源等因素的综合影响,长江口表层沉积物在纵向分布上,自西向东粒径从粗到细、分选程度从好至差,在横向上自北港－北槽－南槽,沉积物粒度逐渐变细;水流动力作用强的河槽和波浪作用强的口门浅滩沉积物粒度较粗,水动力较弱的河口边滩及口外海滨区沉积物则较细。根据沉积物分布特征可将长江口及其邻近海域分为河口分汊河段沉积区、河口拦门沙沉积区、口外海滨沉积区和杭州湾北部沉积区等4个沉积区。