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。     

近60年来崇明岛东部淤涨速率初探

崇明岛作为我国最大的河口冲积岛,其形成发育与长江来水来沙息息相关。历史上就有崇明岛围垦筑堤的记载,近60年来崇明岛东部地区所筑大堤主要有54大堤、64大堤、68大堤、92大堤和98大堤。选取正东、东北、东南不同方向的4个断面,以大堤位置代表所筑年份海岸线位置,对崇明岛东部淤涨速率及滩地淤涨面积变化进行计算,结果表明:(1)近60年来崇明岛东部整体淤涨速率约为200 m/a,淤涨面积年均增长率为2.80 km~2/a;(2)不同断面上淤涨速率存在差别,其中正东方向断面上淤涨最快;(3)不同时段崇明岛东部各断面淤涨速率存在快慢变化。各断面上,20世纪90年代的淤涨速率均最大。对比发现,20世纪50~80年代崇明岛东部淤涨速率的变化趋势,与同期长江年入海泥沙量的变化趋势基本一致;但20世纪90年代,由于围垦强度加大,两者变化趋势不一致。以海堤研究岸线变迁的工作尚不多见,此方法将为研究长时间尺度的岸线变迁提供借鉴。     

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。     

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。     

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。     

长江下游铁板洲洲头冲淤变化规律

长江下游是典型的分汊型河道,其江心洲的洲头正面临清水冲刷蚀退的严峻形势,如大通河段的铁板洲。基于大通水文站年均水沙数据（1956~2014年）,选取铁板洲的遥感影像（1998~2016年）和实测地形数据（2004~2011年）,并采用MIKE21 FM模拟铁板洲河段的水动力变化,分析近20年大通站年际及年内水沙变化、铁板洲的形态变化、洲头冲淤变化及主控因素。2003年后长江下游年均径流量变化较小,年均输沙量比2003年之前锐减67.4%。铁板洲受到低含沙水流的冲刷,洲头显著蚀退,其体积从163.57万m3（2004年）萎缩至68.84万m3（2011年）,且年均蚀退率由8.88%（2004~2008年）增至11.57%（2008~2011年）。水动力模拟表明来流量增大对洲头的冲刷作用更加剧烈,即铁板洲在洪水期受到的冲刷大于枯水期。由于洲头的逆坡和阻挡作用,铁板洲洲头上游沿程流速不断减小并在洲头前缘岸边急剧降至零,最大流速出现在洲头左侧,使得其左侧成为主要蚀退区。     

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     

近期长江张家洲南水道强冲刷机理与趋势分析

2016年9月利用多波束测深仪调查了张家洲河段河床微地貌的高分辨率形态与分布特征,结合1998年和2013年水下地形资料,分析了三峡截流以来该河段河槽的冲淤变化与演变趋势。结果表明：（1）张家洲河段整体呈冲刷状态,净冲刷量17.2×10.6 m³。其中,张家洲南水道是强冲刷区,最大冲刷深度约9 m;（2）河槽表层沉积物中值粒径为149.1~226.3 μm,与历史资料相比呈粗化趋势;（3）张家洲河段约82.9％的主航道发育了沙波,约14.0％的主航道发育了冲刷坑与冲刷槽,平床地形仅占3.1％。流域来沙量减少是张家洲河段整体冲刷的主要原因,而河流控制工程稳定了河势,迫使水流归槽,加剧了张家洲南水道的冲刷。随着流域来沙量持续减少,张家洲南水道主航道有可能进一步冲刷     

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。     

The impact of the change in vegetation structure on the ecological functions of salt marshes: the example of the Yangtze estuary

Salt marshes worldwide are faced with threats from rising sea levels and coastal development. We measured changes in salt marsh vegetation structure using remote sensing and its consequences for carbon sequestration, wave attenuation, and sediment trapping ability using remotely sensed imaging, field measurement data, and the published literature data pertaining to the Yangtze Estuary, a rapidly urbanizing area in Eastern China. From 1980 to 2010, the total area of vegetated salt marsh decreased by 17 %, but the vegetation structure changed more dramatically, with the ratio of Phragmites/Spartina/Scirpus changing from 24:0:76, to 77:0:23, 44:13:43, and 33:39:28 in 1980, 1990, 2000, and 2010, respectively. Carbon sequestration increased slightly from 1980 to 2010, with the dramatic shifts in plant species composition. The total length of seawall inadequately protected by salt marsh vegetation increased from 44 km in 1980 to 300 km in 2010. Sediment accretion increased (from 8 to 14 million m³/year) due to the spread of Spartina, which to some extent compensated the loss of total vegetated area in the salt marsh. Changes in the delivery of functions were not linearly related to the change in the area of vegetated salt marsh, but more from the combined effect of changing vegetation structure, sediment input, and land reclamation. Under threat of sea-level rise, protection and maintenance of vegetation structure outside the seawall are of great importance for the safe economic development inside the seawall.     

Seabed gamma-ray spectrometry: applications at IAEA-MEL

The technique of underwater gamma-ray spectrometry has been developed to complement or replace the traditional sampling-sample analysis approach for applications with space-time constraints, e.g. large areas of investigation, emergency response or long-term monitoring. IAEA-MEL has used both high-efficiency NaI(Tl) and high-resolution HPGe spectrometry to investigate contamination with anthropogenic radionuclides in a variety of marine environments. Surveys at the South Pacific nuclear test sites of Mururoa and Fangataufa have been used to guide sampling in areas of high contamination around ground zero points. In the Irish Sea offshore from the Sellafield nuclear reprocessing plant, a gamma-ray survey of seabed sediment was carried out to obtain estimates of the distribution and subsequently, for the inventory of 137Cs in the investigated area.     

长江靖江段沿岸似鳊生长及种群参数估算

2012年1月~2013年12月连续24个月在长江靖江段沿岸收集似鳊标本2 334尾,采用基于体长频率数据的ELEFAN I技术估算长江近口段沿岸似鳊的生长参数与种群参数。结果表明:似鳊体长(L,cm)与体质量(W,g)幂函数关系为:W=0.0182×L~(2.948)(r=0.9823,n=2334)。Von Bertalanffy生长方程描述的似鳊生长参数为:极限体长(L_∞)=19.25 cm,生长系数(K)=0.2/a,理论生长起点年龄(t_0)为-1.59 a,体质量的生长拐点年龄为3.55 a。采用Pauly的经验公式估算似鳊自然死亡系数(M)为0.556/a。由长度变换渔获曲线法估算出的似鳊总死亡系数(Z)为1.638/a,捕捞死亡系数(F)和开发率(E)分别为1.082/a和0.66/a。2012~2013年长江靖江段沿岸似鳊年均资源重量和资源数量分别为120.59 t和947.4万尾。经相关估算参数和相对单位补充渔获量分析得出,当前长江靖江段沿岸似鳊已处于过度捕捞状态。建议将沿岸水域禁渔期延长至9月(即4~9月),以实现似鳊资源的恢复和可持续发展。     

长江口滨岸带生态环境质量评价指标体系与评价模型

基于生态系统理论,构建了由社会、经济、自然环境、自然灾害4个子系统和7个二级指标及29个三级指标组成的长江口滨岸带生态环境质量评价指标体系;以信息熵理论为基础建立了客观确定指标权重的综合信息熵模型法,并以层次分析法和综合信息熵模型法相结合确定评价指标权重值;采用灰色关联综合评价模型对上海滨岸带生态环境质量进行评价。对上海滨岸带宝山、浦东、南汇、奉贤、金山和崇明岸段1999~2003年5年间生态环境质量的时空变化特征和分级规律的研究表明：宝山滨岸带生态环境质量1999~2000年为较差,2001~2003年为中等;浦东、奉贤、南汇和金山生态环境质量一直处于中等水平;崇明生态环境质量1999、2000年为良,而2001~2003年为中。     

长江中下游岸线利用对防洪累积影响初步研究

在分析长江中下游岸线开发利用现状及存在问题基础上,分别选取武汉河段和扬中河段作为代表性河段,针对桥梁群和码头群两类主要岸线开发利用形式,开展了涉河工程群对河道洪水位及流场累积影响的数学模型计算分析。计算结果表明,群体工程共同作用后将引起河道洪水位和流场的叠加影响,其影响值及影响范围远大于单个工程,当群体工程的影响积累到一定程度,可能对河道的行洪与河势稳定带来不利影响。建议桥梁群应保持合理的密度,码头群应合理控制港区规模,上下游港区间应保持合理的距离,在岸线开发过程中应制定岸线利用规划,规范涉河工程设计,以尽可能减小对防洪的累积影响     

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。〖     

上海城区典型臭氧浓度偏低年的成因分析

利用2006~2010年上海徐家汇、崇明、宝山、金山和浦东5个监测站的臭氧资料,分析了上海地区不同功能区臭氧的浓度特征及年际变化特征。结果表明：2006年上海地区臭氧平均浓度是这5 a的最低值,以徐家汇和浦东两个站臭氧浓度年际差异最为明显。2006年各站春末和夏季的臭氧浓度明显低于其他年份,而秋冬季臭氧浓度却差别不大。以徐家汇地区为例的综合分析表明,天气状况、日照时数、温度和风速等气象要素不是造成2006年上海城区臭氧浓度偏低的原因,臭氧前体物（VOCs和NOx）才是造成这种现象的主要原因。2006年4~8月NOx和VOCs浓度明显偏低,典型臭氧日变化情况下2006年VOCs/NOx比值较小,平均值为1.22,比2007、2008年低了近65%,而O3的生产率也分别减少了65%和59%。OZIPR模式的结果也表明较低的VOCs浓度以及VOCs/NOx比值,是导致2006年上海城区臭氧浓度偏低的主要原因     

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。     

210Pb geochronology and trace metal fluxes (Cd, Cu and Pb) in the Gulf of Tehuantepec, South Pacific of Mexico

Distributions of Al, Cd, Cu, Fe, Li, Mn and Pb were analyzed in a sediment core collected in the Gulf of Tehuantepec, an important fisheries region located in the South Pacific of Mexico, where data on metal accumulation and accretion rates were previously almost nonexistent. Depth profiles of metal concentrations were converted to time-based profiles by using a 210Pb-derived vertical accretion rate, estimated to be 0.05 cm year(-1) on the average. Sediments were dated up to 8 cm depth, corresponding to a layer of ca. 140 years old. The historical changes of metal accumulation along the sediment core have shown a moderate enrichment of Cd, Cu and Pb concentrations at present, of about threefold the corresponding background concentrations. Chronological trace metal records showed that metal fluxes have increased over the last 20 years, reaching the maximum values at present of 2.5, 22.5 and 45.8 (microg cm(-2) year(-1)) for Cd, Pb and Cu, respectively. These increments in metal fluxes are likely influenced by the development of anthropogenic land-based activities since over this period of time oil production activities in the region have had a significant development.     

城市化背景下喀斯特流域生态服务价值时空分异特征——以贵阳市南明河流域为例

以贵阳市南明河流域1990、2000和2013年遥感影像数据为基础,通过多尺度空间单元格及空间自相关分析,结合GIS空间分析技术,定量描述了南明河流域生态系统服务功能的时空分异特征,进一步揭示了喀斯特区域城市发展引起的生态服务价值变化。结果表明:1990~2013年,南明河流域生态服务价值增加6.87亿元,林地生态服务价值增加,而耕地、建设用地的变化造成生态服务价值的损失;流域生态服务价值存在较强空间聚集性,生态服务价值"热点"区主要分布在流域中下游,"冷点"区主要集中在流域中游;随着研究尺度的增加,流域生态服务价值的空间自相关性增强;流域生态服务价值对价值系数缺乏弹性,林地敏感性最高,对流域生态服务价值贡献最大,而城市化进程加快使得建设用地对总生态服务价值的影响程度增加。