长江河口九段沙形成发展及演化规律研究

长江河口九段沙形成发展及演化规律研究

谢小平[1]2004年在《长江河口九段沙形成发展及演化规律研究》文中研究指明在长江河口口门附近存在一个滩槽相间的拦门沙系,自南向北为南槽—九段沙—北槽—横沙东滩—北港—崇明东滩—北支。九段沙系—河口砂坝,是叁角洲前缘的重要沉积体,也是长江河口拦门沙系的重要组成部分。对九段沙形成及演化的系统研究不仅可丰富河口动力地貌学和河口动力沉积学的内容,在理论上具有重要意义,且对通海航道治理、港口选址、护岸围垦等生产活动具有重要的应用价值。 本文采用动力沉积和动力地貌、GIS技术和DEM模型、历史资料与现场观测资料、定性和定量相结合的方法,对九段沙的沉积特征及形成与演化过程进行了较为系统的研究。 在九段沙沉积物特征研究方面,主要通过2003年枯、洪季的现场观测与采样以及室内样品分析,对九段沙及南北槽沉积物的粒度特征、矿物组成、沉积构造和沉积速率等能够反映其形成过程中沉积环境变化的几个参数进行了较为深入的研究。 在九段沙形成与演化过程的研究方面,主要利用长江河口1908年以来丰富的历史海图资料,用先进的GIS技术及建立DEM模型,对九段沙形成的背景与过程、形成后的变化及南北槽的演变过程进行了较深入的研究。 通过上述研究不仅加深了对九段沙形成与演变规律的认识,也加深了对九段沙与南北槽相互制约关系的认识。

郜昂[2]2008年在《基于GIS的长江口九段沙湿地地貌变迁及其机制探讨》文中认为九段沙位处长江口拦门沙地区,它导致长江叁角洲产生第叁级分汉,是目前长江口最大的沙洲湿地,也是国家级河口湿地保护区。近50年来,由于自然条件(流域水沙、海洋动力、两翼河槽)变化以及人类活动(长江口深水航道工程)的影响,九段沙发生了剧烈的形态演变。对九段沙这一湿地的演化规律进行研究,不但可以深化陆海相互作用下分汉河口地貌发育理论的认识,而且能为九段沙湿地保护区的规划和管理提供重要的科学依据。本文利用过去50年的海图测量数据以及长江口来水来沙数据等资料,结合过去3年来通过RTK-GPS实地采集的地形数据等资料,建立了九段沙基础地理信息数据库,通过改进空间插值方法生成了九段沙不同时段的数字高程模型,利用GlS(Geographical Inforrnation System,地理信息系统)技术及空间分析技术对九段沙自1958年来的演变过程进行了多方面的定量分析,主要结论如下:1)近半个世纪九段沙湿地经历了强烈的地形演变。总体来说,由于不断淤积的过程主导研究时段内的九段沙演变,其5m等深线以上的面积及体积分别增加了96%和156%;其潮间带面积及体积分别增加了331%和504%。九段沙滩顶高程从0.3m淤高至4.9m,其盐沼植被带的面积从0增加至潮间带总面积的40%。以上结果反映九段沙的发育逐渐趋于成熟。2)九段沙的演变可划分为四个阶段:1958年至1971年是九段沙的新生时期,此阶段九段沙以散沙合并为主要特点,快速淤积扩大;1971年至1989年是九段沙的快速增长期,九段沙保持稳定的整体形状,总体快速淤长,其形态发生顺时针的旋转,总体位置向下游方向移动;1989年至1994年,江亚南沙并入九段沙系,使得九段沙总体形状发生了改变,其面积、体积亦有大幅度增长。并沙事件改变了原有的九段沙形态发育趋势,也改变了区域水动力状况;1994年至2005年是九段沙的稳定时期,此间九段沙的整体形态稳定,面积体积变化速率逐渐减小,工程建设使得九段沙的局部冲淤模式发生了调整。3)九段沙的演变受到流域和海洋、自然和人类活动的共同影响。流域来沙是九段沙发育的重要物质基础,它控制着九段沙面积和体积的长期变化趋势。河口动力条件是九段沙物质搬运的重要营力,同时制约着九段沙的几何形状的变化。沼泽植物具有明显的消能、捕沙作用,它促进了潮间带的成陆作用。近期的北槽深水航道工程南导堤一鱼咀工程改变了九段沙局部的动力条件和泥沙输移通量,对九段沙的演变产生了深刻影响。4)由于流域来沙的急剧减少和南、北槽的制约(因长江径流量变化不大,南北槽将不会有大的容积变化),已经趋于成熟的九段沙在未来几十年将不会迅速扩大,取而代之的是面积较为稳定和局部的冲淤调整。

李平[3]2008年在《长江口九段沙上沙典型岸滩短期地貌动力过程研究》文中进行了进一步梳理长江河口呈叁级分汊四口入海的河势格局,九段沙位处长江口南北槽之间,是现代长江河口第叁代新生江心沙洲,是一块未受围垦影响的“处女地”,也是国内唯一基本保持原始河口沙洲地貌及其发育过程的重要地区。本文即确定九段沙上沙为研究区域,着重分析了九段沙上沙一典型岸滩的短期地貌动力过程。本文选用的实测资料数据包括:在九段沙上沙布设的2个断面9个测站,于2006年6月~2007年6月逐月测取的滩面高程资料和采集的表层沉积样品,与此同时,在上沙码头—固定采样点逐日采集的悬沙水样,并于2006年洪枯季在上沙码头前沿水域进行的两次定点周日水文测量。本文利用水文学、泥沙运动力学和数理统计相结合的方法,详细分析了九段沙上沙一典型岸滩短期冲淤演变特征,及其表层沉积物和悬沙浓度年内变化特征,探讨了上述岸滩的短期地貌动力过程及其演变机理。研究结果表明,潮滩具有明显的季节性冲淤循环规律,呈现“洪淤枯冲”的变化特征;潮滩表层沉积物在时间上也表现出洪枯季变化特征:丰水期潮滩淤积,沉积物粒度较细;枯水期潮滩冲刷,沉积物粒度较粗。潮滩沉积物在空间上表现出明显的纵向差异和横向分异特征,这是由于人工抛石筑堤改变了潮滩泥沙来源及水动力条件。2006年“碧利斯”台风期间,波高达2.56m,增水1m多,强浪伴随增水,导致滩面平均蚀低6.4cm,最大蚀深20.2cm,其侵蚀量占年侵蚀总量近五成。台风作用造成滩面冲刷,沉积物粗化,台风过后滩面迅速回淤,粒径变细。台风期间的沉积物粒径变化幅度较正常天气大近1~2个数量级。这充分表明,暴风浪是引起九段沙上沙岸滩及其沉积物短期突变的重要动力因素。对比两断面岸滩及其表层沉积物粒度特征变化过程和结果之异同认为,有人工抛石堤庇护的潮滩相对于自然潮滩,其冲淤变化量值和幅度均较小,而其相对高程与悬沙浓度间的线性相关系数变幅大,表明人工抛石堤具有一定的护岸保滩功能,但其同时也改变了潮滩自然发育演变过程和规律。上述岸滩短期变化主要原因在于波浪掀沙和潮流输沙的联合作用。由于潮流和潮位位相不一致,造成涨潮流携高含沙量水体上滩落淤,落潮流携低含沙量滩水归槽,涨潮输沙淤滩被波浪刷滩所掩盖,潮滩年累积演变(净变化)趋于侵蚀。综上所述:上述岸滩年周期冲淤演变特征及其表层沉积物和悬沙浓度年内时空分布特征,是在人为因素影响基础上,暴风浪和流域来水来沙综合作用的体现。该研究结果可为河口湿地的保护和建设提供科学依据。

陈勇, 何中发, 黎兵, 杨丽君, 张金华[4]2015年在《长江河口拦门沙河段滩涂演化特征及驱动机制》文中认为利用长江河口实测1958-2013年水下地形数据,基于ArcGIS技术和DSAS软件分析了拦门沙河段滩涂演化特征,在此基础上结合河口重大工程建设、流域来沙状态对滩涂资源的变化机制进行分析。研究结果表明:(1)1958-2013年,长江河口滩涂资源总量略有下降,但最近十年趋于稳定,维持在2 350km2左右。(2)长江河口潮滩-5m等深线以下已经出现侵蚀,垂向侵蚀速率为达7.3cm/a;(3)近10多年流域来沙剧烈下降对潮下带0~-5m区域的滩涂资源淤涨产生了显着负面影响,而河口重大工程建设则是近年来0m以上滩涂逆势增长的主要驱动因素。

杜景龙[5]2006年在《基于GIS的大河口冲淤复杂性研究》文中提出陆海相互作用是当前国际IGBP研究计划下的重要研究内容之一,也是近年国家自然科学基金海洋学部的重要资助领域之一。河口是陆海相互作用的典型区域。近几十年,由于领域人类开发活动的加剧,河流入海水沙发生重要变化,从而影响到河口区的地形演变。长江口是世界大河口之一,具有重要的学术价值。另一方面,长江口及其邻近区域又是我国重要的经济活动区之一。本文依托国家973项目、国家自然科学基金和上海市重点科技项目的有关课题,选取长江口冲淤复杂性作为研究题材,以期对河口演变规律的认识有所加深,同时对研究区的开发和保护规划决策的制定或修改有所借鉴。 长江口自徐六泾以下叁级分汊,由北支、北港、北槽和南槽四口分流入海。在它们的口门有一个宽阔的拦门沙系统,由滩槽相间组成,在其口外有一个巨大的水下叁角洲,其前缘最远处可及东经123°附近。本文以上述各分汊河槽(由于北支地形测量资料较少,未纳入)、河口拦门沙及口外水下叁角洲为研究对象,采用GIS技术、DEM技术与地貌学、泥沙动力学、数理统计学相结合的方法,对上述河口体系半个世纪以来的冲淤演变复杂性及其相关问题进行探讨。 GIS技术具有强大的数据处理与空间分析能力,其在河口地貌研究中越来越多地得到人们的重视。本文采用了多套GIS软件,通过各软件数据间的无损转换,更有效地利用各GIS软件的功能组件进行数据的处理与GIS模型分析,在具体应用中,采用GIS技术进行了海岸地貌的平面建模、剖面分析、冲淤速率分析、冲淤量计算及相应的空间统计分析与相关分析。以上实践证明,上述方法是进行海岸地貌模拟与研究最有效的途径之一。本文在使用上述方法过程中,详细地介绍了该方法的技术流程及适用范围,以期为后人的研究或使用提供一些参考。 通过对近半个世纪长江口水下地形资料、长江水沙资料及部分区域部分年份的风、浪、潮数据进行研究,叁角洲地区的冲淤具有相当的复杂性,但也有一定的规律性。通过不同水深海底的平面冲淤对比及不同分汉口、浅滩外的横剖面冲淤对比发现,受河流来沙减少的影响,长江水下叁角洲自口门向外海淤积明显减

宋城城, 王军[6]2014年在《近30年来长江口水下叁角洲地形演变与受控因素分析》文中研究说明利用长江口1982-2010年间4个年份的高精度实测地形数据、大通站输沙量数据以及河口工程建设信息等,分3个阶段研究了长江口整体冲淤规律、不同分区冲淤变化时空差异、重点断面垂向冲淤特征、水下叁角洲重要区域(崇明东滩、横沙浅滩、九段沙以及南汇东滩)的演变趋势与受控因素。结果表明:(1)近30年长江口整体上表现为略微冲刷,冲刷面积占51.83%,在3个阶段中呈现出"冲刷—淤积—再冲刷"的冲淤演化态势,且冲淤变化时空差异显着,仅长江北港区为持续冲刷。(2)崇明东滩和横沙浅滩东侧和北侧、九段沙北侧以及南汇东滩的5 m以浅区域以垂向淤积为主,而崇明东滩和横沙浅滩南侧、九段沙东侧和南侧的5 m以浅区域则以垂向冲刷为主。(3)长江口重要区域2 m和5 m等深线包络面积整体上是不断增加的,1982-2010年时段内年均增加量分别为10.42 km2/a和7.99 km2/a,但各分区则表现不一致;10 m等深线包络面积在整体上及各个分区内均表现为明显减小;15 m等深线包络面积变幅较小,基本保持稳定状态;(4)受河口工程建设影响,仅崇明东滩水下叁角洲等深线包络面积减小的趋势与大通站输沙量减少趋势相同。主要结论:从长江口水下叁角洲等深线包络面积和分布形态的变化看,基于目前上游输沙量持续减少的宏观自然背景下,大规模的河口工程建设对近年来长江口水下叁角洲演变的控制作用日益明显。

陈秀芝[7]2012年在《长江口九段沙湿地盐沼植物群落生态特点研究》文中认为上海九段沙国家级湿地自然保护区位于长江口最靠外海的河心沙洲岛屿,是受径流和海洋潮汐周期性或间歇性影响的有植被覆盖的淡咸水淤泥质滩涂,属于河口盐沼湿地,能提供营养循环、净化水体、食物生产等众多生态服务功能,因此也越来越受到人们的关注。植物群落学是植物生态学中的重要分支学科,主要研究植物群落的物种组成、结构、种间相互作用、分布、演替以及与环境之间的关系。认识盐沼植物群落的分布格局、时空分布及其影响因素,是研究盐沼这类重要生态系统时的基础与关键。本研究重点以九段沙不同等级梯度典型潮沟的植物群落为对象,重点开展群落物种组成和多样性、主要种群的分布格局和生态位特点的研究;根据河口水动力和水文特点,建立固定观察样桩,开展断面植被演替的研究;同时,研究了加拿大一枝黄花入侵对群落土壤理化和底栖动物组成的影响。主要结果如下:(1)九段沙植物种类以草本被子植物为主,部分种类分布范围有限。虽然种类简单,但是近几年也在增加,由2003年7科15属15种,增加到2011年的17科46属51种,其中双子叶植物,特别是菊科植物的种类增加最多,并出现个别孢子植物和乔木;植物群落类型向多样化和复杂化发展,在高程较高的区域植物组成中生化和旱生化趋势十分明显;植物生活型特点表现为以一年生植物和隐芽植物为主,但人工栽植的乔木生长良好,具有出现高位芽植物生长的可能。(2)世界性广布或泛北极分布成分为主是九段沙植物区系的重要特点,除海叁棱藨草(Scirpus mariqueter)为中国特有种外,无中国特有属。从地理成分分析表明,九段沙51种高等植物中,温带性成分为主,其次为世界分布类型,热带性成为所占比例相对较少。这种地理成为组成与九段沙所处的地理位置和沙体环境条件有关。(3)九段沙现有草本沼泽和盐生草甸两种植被亚型,其中草本沼泽又有海叁棱蔗草沼泽和芦苇(Phragm ites australis)沼泽两个群系,盐生草甸有耐盐性的芦苇草甸,互花米草(Spartina alterniflora)群落属于人工栽培后逸生的植被。总体而言,随着沙体的形成,首先出现海叁棱藨草和藨草(Scirpus triquete)种群,再次是互花米草,在水动力和植被作用下,潮沟发育不断完善,沼泽植被逐渐演替为以芦苇为主,包含碱蓬(Suaeda glauca)、碱菀(Tripolium vulgare)等耐盐性植物的盐生草甸;在局部地段,由于人为干扰的原因,出现加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)、钻形紫菀(Aster subulatus)和小飞蓬(Conyza canadensis)等外来入侵植物;(4)互花米草在九段沙已有广泛分布,横跨草本沼泽和盐生草甸两个植被亚型,表现出其对盐分和通气两个因素有很宽的生态适应能力。(5)在九段沙上沙、下沙典型潮沟区域设立52个样点,进行了植物群落生态学调查,发现调查样点22种植物,样点之间的物种多样性差异显着;在调查区域,植物种类组成有较高比例的杂草和入侵植物,反映出研究区域已受到人为干扰的强烈影响。(6)基于生态位重迭值的主坐标排序,可以识别出6组生态类群:类群1由加拿大一枝黄花、萝藦(Metaplexis japonica)和糙叶苔草(Carex scabrifolia)组成;组2由钻形紫菀、山莴苣(Pterocypsela indica)和小飞蓬组成;组3由藜(Chenopodium album)、棒头草(Polypogon fugax)、牛膝(Achyranthes bidentata)(?)口苦苣菜(Sonchus oleraceus);组4由海叁棱藨草、蔗草、碱菀、碱蓬、束尾草(Phacelurus latifolis var. monostachyus)和水花生(Altermanthera philoxeroides)组成;组5、6分别由芦苇和互花米草组成。芦苇和互花米草是九段沙地区种群最大、分布最广的植物,前者为原生植被成员,后者为人工栽培后逸生的外来入侵种。芦苇的生态位最宽,为3.1486,其次为互花米草、萝蘼、钻形紫菀、山莴苣、糙叶苔草、海叁棱藨草、加拿大一枝黄花和碱菀,它们的生态位宽度处于2-3之间;再次为藨草、碱蓬、野塘蒿(Conyza bonariensis)等,生态位宽度在1-2之间,束尾草、水花生、牛膝、五节芒(Miscanthus floridulus)、小飞蓬和棒头草的小于1;而藜、棒头草、苦苣菜、醴肠(Eclipta prostrate)的最低;(7)加拿大一枝黄花入侵环境的土壤粒径较比芦苇(Phragmites australis)和互花米草(Spartina alterniflora)的粗,反映出加拿大一枝黄花入侵促进了盐渍潮土向中生化和壤土方向发育;与其它植物种类相比,加拿大一枝黄花入侵对九段沙土壤N、P、K的影响不很明显,仅在下沙一级潮沟和上沙四级潮沟的浅层土壤中,加拿大一枝黄花分布促进了这些元素的积累;随着微地貌逐步增高,加拿大一枝黄花分布点土壤中0-40cm断面N和P的含量逐渐上升,推测与叁个定点的微地貌逐步增高、土壤由滨海盐渍向潮土、中生化土壤变化有关;在九段沙下沙叁级和一级潮沟处,加拿大一枝黄花入侵一定程度上影响了底栖动物的种类。(8)在江亚南沙、上沙、下沙叁个具有不同水动力和水文特点的调查断面,发现:江亚南沙植被演替表现为:光滩——蔗草群落——藨草/水烛(Typha angustifolia)/菰(Zizania latifolia)群落——水烛/菰/芦苇群落;上沙植被演替表现为:光滩——海叁棱藨草群落——海叁棱藨草/互花米草群落——芦苇群落;下沙植被演替表现为:光滩——海叁棱藨草群落——海叁棱藨草/互花米草群落——互花米草群落;

谢华亮, 戴志军, 左书华, 韩志远[8]2015年在《1959~2013年长江河口南槽动力地貌演变过程》文中提出南槽作为长江口入海四口之一,是长江水沙输运向海的主要通道。在长江入海水沙急剧变化和长江口大型涉水工程的影响下,南槽的动力地貌过程成为当前长江河口研究的重点内容之一。分析和揭示近50年来南槽的动力地貌变化过程对理解长江河口响应人类活动和自然驱动作用的变化具有重要意义。基于此,本文通过1959~2013年长时间序列的南槽地形资料,研究长江入海水沙变化及南槽落潮分流分沙比影响下的南槽动力地貌演变过程。结果表明,南槽在1989年江亚南沙并滩前后呈现两种不同的地貌演化阶段:江亚南沙并滩前,南槽普遍发生淤积,两侧浅滩不断淤涨,河槽总体呈缩小态势,河槽拦门沙呈现"双峰"状态;江亚南沙并滩后,南槽呈现出"上段冲蚀加深、中段微冲、下段河槽束窄、两侧浅滩淤积"的状态,拦门沙向"单峰"发展。此外,周边涉水工程的实施对近期南槽地貌的冲淤演变过程有较大的影响。

王东辉[9]2007年在《上海九段沙互花米草种群扩散动态CA模型研究》文中研究表明九段沙的植物群落包括互花米草(Spartina alterniflora)、芦苇(Phragmites australis)以及海叁棱藨草(Scirpus mariqueter)群落。九段沙是长江口快速发育的新生河口湿地生态系统,受人为干扰较少,是研究外来物种互花米草与土着种芦苇种群动态的理想区域。如今,利用遥感技术进行盐沼植被的调查分类和其动态的定性描述的研究较多,而对盐沼植被的群落动态进行定量模拟和预测的研究很少。因此,需要建立一个准确预测互花米草种群扩散动态的CA模型。本项研究旨在理解互花米草的种群动态变化过程及对九段沙引种芦苇和互花米草7年来种群扩散格局的遥感影像和现场调查分析的基础上,建立一个互花米草种群扩散的细胞自动机模型(CellularAutomata,简称CA),用以模拟互花米草在潮滩的扩散动态。在模型中,使用遥感影像解译后设置的特定灰度值来定义滩涂植物不同的生态位(不同的高程)和上海地区滩涂植被演替规律,反映不同高程对互花米草种群扩散的影响。以深入研究互花米草与芦苇种群扩散的空间格局和生态学过程及其相互关系,从生态学角度阐明互花米草种群动态变化的影响因素及九段沙滩涂植物群落的动态、演替规律及竞争格局。首先,作者简单介绍了互花米草的生物学和生态学特性,并回顾了国内外关于植物群落动态及种群动态模型的研究。其次详细说明了标准细胞自动机的概念、构成、原理、特性、分类和细胞自动机的应用。然后,在对1997年九段沙引种芦苇和互花米草以来的种群扩散格局的现场调查和遥感图像解译分析的基础上,分析了九段沙地区植物群落的时空动态,并基于细胞自动机原理,构建了互花米草种群扩散动态CA模型。最后通过对已有研究资料的分析,设置不同种群扩散速率,模拟了九段沙地区1997年—2004年互花米草与芦苇种群扩散的空间格局和竞争。并对未来上海地区互花米草与芦苇种群扩散的空间格局进行了预测。通过对九段沙芦苇和互花米草种群扩散的模拟结果与其遥感影像解译和现场调查的实际结果对比及其精度检验,结果表明,本研究开发的CA模型能够较好地模拟芦苇和互花米草种群扩散的格局和趋势,进而预测九段沙滩涂植物群落的动态;九段沙芦苇和互花米草种群扩散动态基本符合空间抢先占有的经验模型,可以应用该模型深入研究外来物种空间扩散格局与生态学过程之间的相互关系;模型的建立能够为外来物种控制与管理和生物多样性保护提供理论指导和决策依据。CA模型的建立能够较好地模拟九段沙上芦苇和互花米草种群扩散的格局和趋势,有助于深入研究外来物种种群扩散格局与其生态学过程之间的相互关系,从而预测互花米草的可能发展趋势,为外来入侵种的控制与管理提供理论指导和决策依据。

王百顺, 刘阿成, 陈海芳, 陆琦[10]2006年在《上海市主要冲积沙岛滩地和浅滩演变研究》文中进行了进一步梳理本文根据近40年几个阶段海图资料和最近几年的调查资料,采用历史分析与实际调查相结合的方法,分别对崇明岛、长兴岛、横沙岛和九段沙滩地和浅滩进行研究,研究其冲淤性质和冲淤强度。上述四个主要冲积沙岛的滩地和浅滩处于不断的变化之中,总体以淤涨为主,但近年淤涨明显下降,在围填海过程中我们应考虑冲淤的自然特征。

参考文献:

[1]. 长江河口九段沙形成发展及演化规律研究[D]. 谢小平. 华东师范大学. 2004

[2]. 基于GIS的长江口九段沙湿地地貌变迁及其机制探讨[D]. 郜昂. 华东师范大学. 2008

[3]. 长江口九段沙上沙典型岸滩短期地貌动力过程研究[D]. 李平. 华东师范大学. 2008

[4]. 长江河口拦门沙河段滩涂演化特征及驱动机制[J]. 陈勇, 何中发, 黎兵, 杨丽君, 张金华. 海洋学报. 2015

[5]. 基于GIS的大河口冲淤复杂性研究[D]. 杜景龙. 华东师范大学. 2006

[6]. 近30年来长江口水下叁角洲地形演变与受控因素分析[J]. 宋城城, 王军. 地理学报. 2014

[7]. 长江口九段沙湿地盐沼植物群落生态特点研究[D]. 陈秀芝. 上海师范大学. 2012

[8]. 1959~2013年长江河口南槽动力地貌演变过程[J]. 谢华亮, 戴志军, 左书华, 韩志远. 海洋工程. 2015

[9]. 上海九段沙互花米草种群扩散动态CA模型研究[D]. 王东辉. 华东师范大学. 2007

[10]. 上海市主要冲积沙岛滩地和浅滩演变研究[C]. 王百顺, 刘阿成, 陈海芳, 陆琦. 第九届全国河口海岸学术研讨会论文(摘要)集. 2006

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