黄河三角洲整体冲淤平衡及其地质意义

海岸侵蚀、三角洲面积减小已成为世界上关注的热点问题。三角洲造陆的趋势及速度制约着三角洲地区经济的持续发展和生态环境的演变。本文以1976、1986、、992、1996－1998年黄河三角洲卫星遥感照片及海区水深等实测资料为依据，通过其高潮线的对比分析，研究整个黄河三角洲面积变化的趋势。结果表明，黄河三角洲在整体淤进的同时伴随着蚀退，三角洲的造陆面积呈逐渐减小的趋势。通过对1950－1998年黄河利津站实测来水来沙资料的分析，发现近年来水沙呈递减趋势，这可能是三角洲造陆面积减小的重要原因。研究了黄河三角洲造陆面积与流域来水来沙的关系，从而得出当来沙量为2．45亿t/a时，三角洲面积整体趋于不冲不淤的平衡。若来水来沙量继续减少，黄河三角洲将走向全面蚀退，趋于消亡。     

黄河三角洲海岸线变化及其环境地质效应

以1855、1954、1976年和1992年的高潮线对比分析黄河三角洲海岸线的整体变化情况,表明在行河岸段,海岸线迅速向前淤进,而在非行河段,由于风浪、海流等侵袭,岸线后退,采用1976、1982、1987、1990年和1995年海区实测水深资料,以-2m等深线的变化来研究清水沟流路河口三角洲岸线的动态变化过程,发现河口造陆速度已逐渐变慢,反映出河口尾闾从初期发育走向萎缩的趋势。岸线变化的环境地质效应表现在多方面,对下游河道中淤影响最重要的是河床主槽持续淤积及同流量水位的抬升所带来的防洪风险的增大。     

黄河三角洲海岸线标准对陆地面积的影响

黄河三角洲陆地面积变化关系到河口综合治理、国土规划、自然保护区发展以及油气资源的勘探开发等战略布局。已有研究采用的海岸线标准主要有:根据实测资料确定的高潮线、低潮线、黄海0 m线和黄海-2 m线以及从卫星遥感影像提取的高潮线、低潮线和瞬时水边线。近代黄河三角洲、现代黄河三角洲、清水沟流路范围、清8汊河范围内采用不同的海岸线标准得到的亿吨来沙造陆面积(造陆效率)成果存在较大差别。采用影像特征海岸线得到的部分时段造陆效率偏差较大,其原因主要与黄河三角洲沿岸发育的坡度平缓的广阔潮滩有关。从黄河三角洲海岸演变特征出发,采用黄海-2 m线作为海岸线基本上包含了径流与海洋动力作用最强烈区域,适宜于研究海岸淤进和蚀退,以及由此产生的对流路出汊、摆动和黄河下游的反馈影响。已有动态平衡沙量研究因采用海岸线标准不一致存在较大差别,而且三角洲长时期以淤进为主,蚀退时段的样本较少。在目前行河流路处于长期相对稳定的局面下,研究清水沟流路范围内海岸动态稳定的沙量更有实践意义。     

黄河清水沟流路水沙组合和河口三角洲发育的宏观特性

黄河清水沟流路1976～1995年期间入海水沙偏少,年际和年内变化丰枯交替,河口三角洲的冲淤变化与入海水沙大小密切相关;分析其剖面淤积形态、洲面淤积造陆情况和泥沙淤积的空间分布,表明河口三角洲发育存在着初期迅速增长、中期快速增长、后期平缓增长的宏观特性和规律,根据水沙变化与河口三角洲增长面积的定量关系以及对未来入海水沙的预估,认为清水沟流路河口三角洲的发育将继续维持平缓增长的态势.     

黄河三角洲海岸线动态变化规律与预测研究

通过10帧黄河三角洲地区不同时相卫星遥感影像对比和利用实测水深资料,对1976年以来黄河三角洲海岸线的冲淤变化规律及过程进行分析研究。利用遥感监测数据构建海岸线演变回归模型,对海岸线的未来形态变化进行预测。研究结果表明,三角洲总岸线长度自1992年来逐年减小;刁口岸段自1976年来由持续侵蚀向冲淤平衡过渡;新河口岸段自1976年来不断淤积扩张,但近年来陆域面积开始出现缩小趋势。     

黄河清水沟叶瓣水下三角洲演变过程

对黄河口30多年来的叶瓣演变过程进行了详细研究。利用遥感假彩色合成解译历年岸线和流路河道变化,利用1976—2005多年的水深数据,定量分析了清水沟叶瓣水下三角洲堆积体不同时段的冲淤变化过程。将水下三角洲堆积体的演变过程划分为4个阶段,即多淤积中心阶段→单一稳定淤积阶段→缓慢淤积阶段→淤积—侵蚀同时发生阶段,证明黄河口三角洲堆积体演变过程对流路演化的阶段性有很好的响应关系。同时对清水沟水下三角洲演化的影响因素进行了分析。     

流域人类活动与降水变化对黄河三角洲造陆过程的影响

利用海图和遥感影像资料,确定了不同时期黄河三角洲的造陆速率,并将造陆速率的变化与流域降水和人类活动的变化相联系.研究发现,三角洲造陆速率与年降水量之间具有正相关关系,与各项水土保持面积和人类引水量之间具有负相关关系.运用多元回归分析方法,建立了黄河三角洲造陆速率与年降水量、梯田林草面积、淤地坝造地面积、人类年引水量等因子之间的多元回归方程.该方程表明,年降水量越大,三角洲造陆速率越大;梯田、林草面积和淤地坝造地面积越大,三角洲造陆速率越小;人类净引水量越大,三角洲造陆速率越小.     

黄河三角洲多年海岸线动态变迁特征及演化规律

以黄河三角洲1976—2014年的MSS、TM、ETM+影像为数据源,采用一般高潮线法提取不同时期的海岸线,结合RS遥感与GIS技术,对黄河三角洲的岸线变化进行监测.结果表明,1976年以来黄河三角洲的岸线形态及长度均发生了较大变化,其中北部的刁口河流路区岸线向内陆蚀退明显,以海洋侵蚀作用为主,属于蚀退型海岸;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,海岸处于进淤状态,属于强淤进型海岸.黄河三角洲岸线变化频繁而快速,黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响黄河三角洲岸线变化的重要因素;行水期黄河三角洲岸线一般以淤进造陆为主,停止行河岸段,海岸侵蚀后退速率趋于缓慢,逐渐地变得相对稳定,在长时间不行水的海岸段,岸线基本保持稳定,随着黄河三角洲海岸带人类工程经济活动的加剧,该区域的海岸线演变受人类的影响越来越大.     

黄河三角洲河口段海岸线动态及演变预测

黄河淤积造陆形成黄河三角洲,黄河三角洲地区表层均为第四系全新统松散沉积物,以细颗粒的粉砂为主,呈松散—稍密状态,孔隙度较高,稳定性较差,极易受到海洋动力侵蚀造成海岸蚀退。随着黄河断流天数逐年增多,使黄河来水来砂量逐年递减,在黄河淤积和海洋动力交互或共同影响下,现代黄河三角洲海岸线迅速地发生着淤进蚀退交替的演变。自1976年黄河人工改道走清水沟流路以来,黄河三角洲河口段海岸线总体处于淤进状态。对河口地区1986—2004年间遥感图像进行比较分析,发现有关岸线位置的原始数据间存在近似的二元一次线性相关关系,通过建立回归模型,对2005—2010年河口地区海岸线形态进行了演变预测。预测结果表明,2005—2010年间黄河三角洲原河口沙嘴前端处于蚀退状态,而北汊1流路附近有一直淤进扩张的趋势。     

黄河三角洲清水沟河口区近期冲淤演变特征

黄河三角洲清水沟流路1996年汛前实施清8改汊工程后,河口区的冲淤发生了变化。据1996年10月至2005年9月清水沟滨海区固定断面测深资料的分析表明:新河口区总体上出现淤积,老河口区在总体上发生侵蚀。通过区域泥沙净冲淤量与入海沙量相关分析计算表明:新河口区的淤积速率与入海沙量呈正相关,老河口区的侵蚀速率与入海沙量互不相关。其原因在于:前者位于河流入海口,被海洋动力蚀失的泥沙能得到河流输沙的充足补给,属河流动力为主的河控型海岸;后者远离河流入海口,被海洋动力蚀失的泥沙得不到河流输沙的补给,属海洋动力为主的海控型海岸。     

黄河废弃三角洲海底冲淤演变规律研究

1976年黄河改道清水沟流路后，钓口流路三角洲叶瓣废弃，由于大量陆源沉积物供应的断绝，原来形成的快速堆积地形变得极不稳定，水下三角洲岸坡受到海洋动力快速冲蚀作用。根据长期水深资料的对比研究，波浪侵蚀使水下岸坡整体变缓以适应新的沉积动力环境，正逐渐形成新的冲淤平衡剖面。对整个研究区的水深资料进行叠加，总结其海底冲淤演变规律。采用20660、20656、20652和20648剖面上的散点（整数水深点）水深变化，结果表明废弃三角洲海底由浅水区向深水区冲淤组合呈带状分布，且越向深水区周期性越明显。     

黄河三角洲飞雁滩动力特征与地形剖面塑造

飞雁滩是1964年1月至1976年5月黄河尾闾由刁口流路入海形成的黄河亚三角洲。自1976年黄河改走清水沟入海后，飞雁滩岸滩发生强烈侵蚀后退。以20世纪70年代开始的地形固定断面观测资料、2004年4月现场水文泥沙及沉积物取样资料为基础，地形剖面后退距离作为统计参数，并根据实测资料计算了潮流和波浪底摩阻流速的横向分布，从动力分布和沉积物结构方面解释了飞雁滩典型剖面的变化特征。30a来飞雁滩岸滩地形剖面经历了“快速后退侵蚀——慢速调整——波动触发”的变化过程，这也正是其三角洲前缘侵蚀逐渐消失过程。沉积物抗冲性强弱是剖面蚀退速度变化的主要原因，水动力条件的变化改变了不同阶段的地形剖面最大蚀退量水深范围与闭合深度。风暴潮仍是今后海滩地形剖面演变的触发动力。     

黄河三角洲孤东近岸冲淤演变及其影响因素

为更好地了解近40年来孤东近岸的演变过程,以研究区剖面水深地形、Landsat影像和利津站水沙数据为数据源,采用遥感技术及数理统计法对研究区域岸线及面积变化进行监测计算,并分析1976—1986年、1986—1996年、1996—2002年、2002—2014年4个不同阶段的冲淤演变及影响因素。结果表明:(1)孤东近岸经历"强淤积-冲淤平衡-侵蚀-强侵蚀"4个阶段。孤东近岸海域由淤积向侵蚀转变始于1996年,且在2002—2014年间侵蚀最为严重,大部分近岸海域蚀深达到6～8 m,侵蚀最大深度超过8 m;(2)等深线变化时空差异明显,蚀退最先出现在北侧,且近岸5 m水深区域内冲淤变化较水深10 m内敏感;(3)研究区近岸侵蚀,离岸淤积,剖面冲淤平衡位置由CS19剖面的11 m水深变化到CS21剖面的5m水深;(4)黄河入海水沙的减少、河口人工改汊、孤东大堤建设和海洋动力作用都对孤东近岸的冲淤演变产生影响,维持研究区冲淤平衡的年均来沙阈值为3.78亿t/a。通过此来进一步探究孤东近岸演变进程,为孤东近岸防护提供科学指导。     

现代黄河三角洲滨浅海区的灾害地质

利用卫星遥感、测深、浅地层剖面及钻孔资料研究了黄河三角洲海岸及近海海洋灾害地质,编制了黄河三角洲海洋灾害地质图。黄河三角洲海岸灾害地质以海岸侵蚀为主,根据1976—2001年海岸的变化速率,可将海岸分为快速侵蚀海岸、中等程度侵蚀海岸、稳定海岸和淤积海岸四类,快速侵蚀海岸和中等程度侵蚀海岸长期以来遭受侵蚀。灾害地质因素有浅层气、灾害地貌、活动断层、海底滑坡、底辟、隆起脊、埋藏冲沟一古河道。浅层气主要分布在老黄河口附近渤海海底,近岸少见。浅层灾害地貌主要分布在三角洲前缘斜坡上的扰动区。扰动区位置在整个三角洲上变动明显,有向岸移动的趋势,斜坡坡度减小,扰动强度减弱。底辟除了发生在废弃三角洲侵蚀区外,还发生在三角洲外的渤海海底下部。隆起脊位于黄河口东部渤海海底,沿NE—SW方向发育,顺隆起脊发育活动断层。     

黄河三角洲刁口岸段岸线近期演化规律

根据历史图件与卫片对比,提出黄河三角洲刁口岸段近期岸线演化过程:填湾取直——快速淤进——逐步稳定——快速蚀退——缓慢蚀退——逐步稳定,还指出黄河泥沙的来源与分布,指出河口区动力环境的变化直接影响着岸线的进退速率和范围。     

基于遥感的黄河三角洲海岸线变化研究

以黄河三角洲的Landsat TM/ETM+影像(1989~2009年)为数据源,采用遥感与地理信息系统技术,对黄河三角洲的岸线与面积变化进行监测。结果表明:1989年以来,黄河三角洲的岸线形状及长度均发生了较大变化,其中北部的刁口河流路区岸线向内陆蚀退明显;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,部分区域有蚀退现象;神仙沟流路区主要为人工海堤,岸线变化不大。黄河三角洲的整体面积在1989~2009年处于增加中,但2006~2009年,面积变化为负值。从淤蚀情况来看,1989~2009年,黄河三角洲的淤蚀强度经历了"和缓-剧烈"的过程。这说明20年来黄河三角洲整体上处于增长发育中,但2006年后三角洲整体上呈现蚀退现象,同时黄河三角洲的淤蚀情况变得比以往更剧烈,意味着更强的海陆交汇作用和岸线变化。黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响三角洲岸线变化的重要因素,而人工堤坝能够在一定程度上维持海岸线的稳定。对黄河三角洲海岸线变化的研究有助于有效地管理和保护区域的社会和生态环境。     

黄河三角洲飞雁滩海岸的侵蚀及机理

飞雁滩海域是1964－1976年黄河刁口河流路入海区域。根据地形和断面水深监测资料，阐述了该岸段流路废弃后的岸滩侵蚀特征和地貌变化。研究结果表明，刁口河流路废弃后飞雁滩海岸向海凸出的地形特征，是造成该岸段强烈侵蚀的重要原因。进一步结合波、流动力的对应分析认为，波浪以掀沙为主，潮流以输沙为主，波浪和潮流的联合作用是飞雁滩海岸侵蚀的主要动力机制，其中潮流主要通过余流携沙外榆，造成近岸泥沙亏损。     

黄河三角洲清水沟流路叶瓣体演化

根据历年卫星遥感资料和水深资料,对黄河三角洲清水沟流路叶瓣体演化和海底冲淤演化进行研究。结果表明,清水沟流路形成初期河口三角洲快速堆积,淤积中心厚度14m,1984年后河口三角洲淤积速度变缓,河口沙咀在波浪、潮流及科氏力作用下变得细长,并逐渐南偏,莱州湾内出现大面积的淤积,1996年黄河口人工改道后,在新河口处形成淤积中心,厚度4.5m。废弃三角洲遭受冲刷,原淤积中心成为冲刷中心。