河口河槽和口外海滨对流域来沙减少响应的差异性研究——以长江口南槽-口外海滨体系为例

为了探讨口内河槽和口外海滨水下岸坡对流域来沙减少响应敏感性方面存在的差异,利用 ArcGIS 软件对长江口南槽及其口外海滨段 1990 年、1996 年、2000 年、2004 年的地形数据进行冲淤速率计算和冲淤图绘制.结果表明:1990 - 1996 年、1996 -2000 年和 2000 - 2004 年三个时段南槽口内河槽的平均淤积速率分别为 2.08、1.51 和 11.97 cm / a,而口外海滨的平均淤积速率分别为 6.08、4.27 和- 6.62 cm / a;与口外海滨相比,口内河槽冲淤的空间分布更为复杂.结论包括:近期南槽口内河槽的(年 - 年代尺度)冲淤主要受底沙移动和深水航道工程影响,与流域来沙减少趋势的关系不大;而口外海滨的冲淤主要受河流供沙量的支配,对流域来沙减少响应较之南槽更为敏感,同时也可能与南槽的冲淤调整有一定关系.     

长江口南支涨潮槽新桥水道冲淤变化的定量计算

根据1861~2002年100多年中的15幅海图资料,以GIS技术为支持,建立不同时期长江口水下数字高程模型(DEM),对长江河口南支涨潮槽新桥水道进行了冲淤变化的定量计算,并对比计算了多年来新桥水道0m岸线和5m等深线以及横断面的演变.计算结果显示在所研究的区域内自1861年以来新桥水道冲淤过程明显被分为三个阶段:1861~1926年的66a间新桥水道区域经过一段时间的冲刷后又重新产生淤积,总容积变化不大;1926~1958年的33a间新桥水道在不断的冲刷中总容积由2.603亿m3增长到5.076亿m3;1958年至今的45a时间里水道容积基本保持在平均5.02亿m3.1926年新桥水道10m等深线已经形成一定的格局.1947年5m等深线向上延伸,扁担沙已经不再与崇明岛相连;1958年上下扁担沙的5m等深线基本连成一体,可以认为此时新桥水道已经形成.从新桥水道的横断面变化来看,其主泓不断发生变化,主泓经历了向北移的过程,移动约为1.1~2.8km.     

长江口南港航道沙波群研究

本文利用Innerspace449热敏式双频测深仪和GPS(全球定位系统)在长江口南港和南北槽主航道走航观测结果,确认南港(吴淞口以下)上段航道在洪季正常风况下存在尺度较大的沙波群,并对沙波的几何特征、形成条件、迁移速率以及台风后的变化做了初步分析.结果表明:(1)在统计的652个沙波中,平均和最大波长分别为21m和105m.平均和最大波高分别为0.8m和2.7m,波高和波长间具有明显的正相关关系;沙波中72%为单一沙波,复合沙波的波长和沙波指数较大;单一沙波最大、最小和平均沙波指数分别为36.5、11.2和21.8(复合沙波最大可达69.3);随着沙波度的增大,沙波指数呈增大趋势;绝大多数沙波(波高＜1m)是对称或近于对称的,但波高＞1m的沙波通常向海倾斜.(2)沙波沉积物为分选好的细沙,Φ50为2.70.(3)沙波现场水流费劳德数Fr小于0.2,与某些理论相符而与某些水槽实验结果相冲突.(4)大潮和寻常潮一个涨(落)潮过程沙波来回迁移的距离约为1～5m;小潮期间沙波的迁移距离接近0;落潮迁移距离总是大于涨潮.(5)台风后沙波有被掩埋的迹象.结果包括:①沙质床底是形成沙波的重要基础.南北槽虽具有沙波形成的动力条件,但因最大浑浊带发育而造成淤泥质床底,故沙波不发育.②潮汐河口双向流环境下沙波的对称性较好,频繁的水动力变化使沙波的消长和迁移过程更加复杂,但沙波的基本特征和形成条件与单向流河流环境相似.     

基于解析解的长江口南港悬沙侧向捕集特征分析

为探讨长江口南港的水动力结构及悬沙侧向输运特征,本文从解析解的角度构建了潮汐河口水沙输运数学模型,并将其应用到长江口南港某横断面上。南港水动力主控于半日潮流,余流主要由陆相径流及本地非线性对流项驱动,悬沙分布上北侧副槽远大于南侧主槽,水沙分布的计算结果与实测结果在结构上基本一致。通过输沙函数进一步分析表明,潮流输沙和余流输沙是南港侧向输沙函数的两个主要部分。南港中强劲径流削弱了涨潮流,增强了落潮流,使得向河槽南侧的涨潮流输沙小于向河槽北侧的落潮流输沙,潮流输沙指向河槽北侧。径流驱动的南港侧向余流在涨潮流方向上为一逆时针环流结构,余流输沙指向河槽北侧。扩散输沙指向南侧主槽,因其总是指向悬沙浓度梯度的负方向。在各输沙因子的综合作用下,南港中大量悬沙捕集于河槽北侧,使得河槽北部底层潮平均含沙量值达到最大值。     

新情势下长江河口南槽河床冲淤演变特征

随着长江流域来沙的锐减、河口涉水工程的建设、生态环境保护力度的加大和通航环境的高效利用,长江口河势将面临着新一轮的调整。以长江口南槽河床冲淤演变为研究对象,采用河床演变分析的方法对南槽近十年来多次水下地形和航道水深数据进行了分析,并对南槽航道治理一期工程效果进行了讨论。结果表明：2010—2018年,南槽主槽整体呈冲刷态势,江亚南沙头部窜沟冲刷发展,沙尾冲刷下延; 2018年至今,江亚南沙头部窜沟由冲刷环境转化为淤积环境,其他区域冲淤形势基本未变;南槽断面主槽形态总体稳定,在主槽总体冲刷背景下,“拦门沙”逐渐被削平,加上南槽航道治理一期工程的作用,南槽6 m以深河槽容积明显扩大,且保持较好的稳定性。近期南槽河势变化是流域来水来沙和河口自然、人类活动影响的综合结果,南槽航道治理一期工程对近期江亚南沙的地形变化起到了重要影响,工程有效地控制了江亚南沙河势,遏制了局部冲刷发展的趋势,有利于稳定南槽航道的北侧边界。     

琼州海峡白沙门海滩冲淤的遥感分析

琼州海峡白沙门海滩是海口市重要旅游资源,历史研究表明自20世纪60年代以来其一直处于侵蚀退化状态。本文选取1994—2015年的19景Landsat遥感影像提取白沙门海滩水边线并计算海滩坡度,分析海滩冲淤,结果表明:1994—2008年海滩处于冲刷状态,高潮位的水边线平均向岸回退了104.71 m, 低潮位的水边线平均向岸回退了95.49 m,但是2000年附近时段的人工补沙弥补了海滩侵蚀退化;2008—2015年海滩转为淤积状态,高潮位的水边线平均向海前进了34.17 m,低潮位的水边线平均向海前进了25.52 m,海滩淤积可能是海滩东侧的新埠岛围填海工程造成的。     

长江口南支河床容积对来沙量减少的响应规律研究

近年来,长江中下游来沙量持续性减小,其对河床冲刷的效应已逐渐在长江口显现。然而,长江口河床容积的变化特征缺少定量研究,与来沙量减小的时空响应规律不明确。通过分析长江大通站、徐六泾站的泥沙资料,并统计不同高程下的河床容积随时间变化特征,建立不同区段、不同高程河床容积与上游不同时段平均来沙量的关系。结果表明,大通站2003—2020年的年输沙量较三峡工程建成前有大幅减少,其对徐六泾站的当年洪季含沙量有着直接且显著的影响。长江口南支0 m以下河床处于冲刷态势,2003年后河床冲刷速率有明显增加,其中-10 m以下深槽部分的冲刷量贡献最大。南支主要落潮通道河床容积与前1年大通平均来沙量具有显著的相关性,因此来沙量减小主要引起长江口落潮通道河床容积增加,其效应具有约1 a的滞后性。     

2016—2019年长江口海域季节性低氧对大型底栖动物群落的影响

基于2016—2019年夏季在长江口海域进行的4个航次的生态环境调查,分析了长江口海域季节性低氧对大型底栖动物群落结构的影响。结果表明,2016—2019年长江口海域夏季底层DO最低值为1.51 mg/L,存在不同程度的底层低氧现象。低氧区与非低氧区之间大型底栖动物的种类数量、丰度、生物量和群落结构均存在显著差异。多毛类表现出对低氧较强的耐受能力,为低氧区的主要优势类群,中蚓虫(Mediomastus sp.)、索沙蚕(Lumbrinereis sp.)为低氧区的主要优势种。软体动物、甲壳动物和棘皮动物的分布趋势则与多毛类相反,其中甲壳动物对低氧的耐受能力较弱。MDS多维尺度排序表明,低氧区与非低氧区之间大型底栖动物的群落组成差异明显;CCA分析表明,长江口海域夏季底层低氧已对大型底栖动物的群落结构产生一定程度的影响。     

洋浦湾南浅滩-深槽-拦门沙近40年冲淤变化分析

本文根据1965、1984、1999和2005的海图对比分析, 探讨了洋浦湾深槽、南浅滩以及口外拦门沙的冲淤变化, 得出: 1)1965—1984年之间, 南浅滩呈淤涨之势, 其西南部最大淤涨距离可达640m; 1984—1999年南浅滩出现了侵蚀, 这主要是由于洋浦湾波浪以及沿岸流的作用引起的; 1999—2005年, 靠近口门附近的南浅滩出现淤涨现象, 主要是由于洋浦湾口门附近水动力的影响作用; 但是目前整体基本上处于稳定的阶段。2)洋浦深槽段呈现出不同程度的西边坡淤涨, 东边坡侵蚀后退, 深泓断面缩窄、淤浅及东偏的趋势, 特别是剖面5的变化比较复杂,值得关注。3)口外拦门沙近几十年来呈现出不同的时空冲淤变化, 但是以淤积为主, 1965—2005年拦门沙总的淤积厚度达到1m左右, 但随着泥沙补给的减少, 这种淤积趋势也随着减少。     

The application of cutting plus waterlogging to control Spartina alterniflora on saltmarshes in the Yangtze Estuary,China

Control and eradication of the exotic and invasive plant Spartina alterniflora within the Chongming Dongtan nature reserve, Shanghai, China, is vital for the management and conservation of the saltmarshes. A demonstration project was established using waterlogging and cutting to control this invasive species. Results from 2007 to 2008 showed that, although the managed waterlogging significantly reduced biomass and seed production of S. alterniflora at an early stage, the species subsequently showed rapid adaptation to the long-term waterlogging stress. Thus, managed waterlogging alone was insufficient for the effective eradication of S. alterniflora. However, managed waterlogging for around 3 months, combined with cutting the above-ground part of S. alterniflora at a key stage (flowering period in July), controlled and eradicated the plant successfully. Both the above-ground and below-ground parts of S. alterniflora were killed and the plants began to decompose after 3 months. Furthermore, there was no re-growth of the emergent part of S. alterniflora in the following years. However, once the impounded water was released restoring the natural hydrodynamic regime of the saltmarshes, the seeds and seedlings of S. alterniflora reinvaded the controlled site from the neighboring areas and the S. alterniflora community was re-established. Thus, after eradication of S. alterniflora, control measures should be maintained to prevent the re-establishment of S. alterniflora. The results of this demonstration project indicate a potentially useful and effective approach for the control and management of large-scale invasion by S. alterniflora on saltmarshes in the Yangtze Estuary, China.     

悬沙组分对再悬浮过程响应的初步研究——以长江口南槽口门为例

根据2011年5月31日至6月3日在长江口南槽口门附近海域投放三角架观测系统获取的沉积动力观测数据以及现场采集的水样和底质样品,进行底部边界层参数、悬沙粒度及悬沙组分分析,以探讨研究区近底部边界层特征和沉积物再悬浮过程。结果表明,研究区海域的悬沙以粉砂组分为主,潮周期内近底部流速与相应层位的悬沙浓度变化呈正相关,存在显著的再悬浮作用。分析发现,随着水体中悬沙砂组分的增加,再悬浮通量随之显著增加;砂组分减小,则再悬浮通量亦减小。因此,悬沙砂组分是对再悬浮过程响应的敏感组分,在一定程度上可指示和"示踪"再悬浮效应。