长江河口九段沙形成发展及演化规律研究

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长江口九段沙下段冲淤演变水动力机制分析

长江口九段沙下段冲淤演变水动力机制分析
徐 福 敏 ,严 以新 ,茅 丽华
( 河海 大学 海岸 与海 洋 工程 研究 所 ,江 苏 南 京 20 9 ) 1 8 0
摘 要 :概述 了长 江 1 3深水 航 道 整 治 一期 工 程 及 工程 对 九 段 沙 下 段 地形 冲 淤 的 影 响 。根 据 已建 立 的 坐 标 系下 三维 非 线性 水 流数 学 模 型 ,用 新 测水 文资 料 对模 型 进行 验 证 。利 用 所 建立 的模 型 , 结台 由现 场测 量 得 到一期 工 程 前 后 九段 沙下 段 近 期 地 形 演 变 ,数 值模 拟 了北 槽 区 域 流 通 量 、底 层 欧 拉 余 流和北 槽 中下段 平 面 水 流 特 征 ,以综 台 分 析 北 槽 水 域 水 动 力 变 化 对 九段 沙 下 段 地 形 冲
九段 沙下段北 移速度加 - ,一期 挖槽所 在位置 已在九段 沙北 移影 响范 围 内 ,九段 沙体下 段不断 陕
向北 淤 长 使 得 疏 浚 难 度 增 大 ,该 段 成 为 一期 挖 槽 疏 浚 维 护 的 重 点 区域 , 为 保 证 航 道 正 常 运 营 ,
需研究 九段沙 下段地形 演变水 动力机制 ,为制定 减淤 工程 措 施提 供依据 。长江 河 1丰水 多 沙 , 5 1 采取 静态 、单 一 、孤立 的水 动 力因素分 析难 以全 面合 理解释其 冲淤演 变机制 ,本 文利用 三维非 线性 水流模 型 ,从北槽 区域工程 前后 流通量 、底 层欧拉余 流 和北槽平 面水 流特征角度综 合分析 九段 沙下段 冲淤演 变水 动力机制 。
O坐标 系三维 潮流 控制 方程 组包 括 连续 方程 ( ) 动量 方程 ( ) () - 2, 3 、4 和静力方 程( ) 5:
( 1 )

长江口近期水沙运动及河床演变分析

长江口近期水沙运动及河床演变分析
关 键 词 : 长江 口 ; 水 沙 变化 ; 河床 演 变 ; 演 变趋 势
中图分类号 :U 1. 675
文献标志码 :A
文章编 号 :10 — 9 22 1)7 0 0 — 6 0 2 4 7 (0 20 — 1 5 0 r
Байду номын сангаас
Re e tfo - e m e r ns r nd rv r e v l i n o ng z sua y c n l w-s di ntt a po ta i e b d e o uto fra t e e t r

e gn e i g a d t e s u h n r h n e se gn e i g a e i ot n e i e i e ta v Th a i a o 0 n i e r n o t - o t c a n l n i e r r mp ra t o r man d rv rse d n h h n t e b sc lw ff w l
21 0 2年 7月
水 运 工程
Pr o t& W ae wa E gn e i g tr y n i e rn
J 12 2 u. 01
N . Sr l . 6 o7 e i No 4 8 a
第 7期
总第 4 8期 6
航 道 及 船 闸
长 江 口近期 水 沙运 动及 河床 演 变 分 析 术

a d s d me tta s r n Ya g z su r a o o i u h n e Theu te m n lw n e i n ha g sc ns n e i n r n po ti n te e t a h sn bvo sc a g y psr a i fo a d s d me tc n e a e

九段沙湿地鱼类多样性和初级生产力的周年变化及浮游植物固碳能力的评估

九段沙湿地鱼类多样性和初级生产力的周年变化及浮游植物固碳能力的评估

九段沙湿地鱼类多样性和初级生产力的周年变化及浮游植物固碳能力的评估九段沙湿地位于长江口深水航道的南侧,是长江口新生的沙洲,由江亚南沙、上沙和中下沙组成。

一、九段沙湿地潮沟鱼类多样性的周年变化九段沙鱼类是长江口鱼类区系最具代表性的区域之一。

从2010年到2011年对九段沙湿地鱼类群落结构和多样性进行了季节性的调查,两年间共进行了8个航次的调查。

共收获鱼类样本4120尾,江亚南沙2280尾,中沙998尾,下沙842尾,隶属于10目23科42种,其中有3个目仅有1种,分别为鲽形目、鲀形目和颌针鱼目。

该水域的优势种是斑尾刺虾虎鱼(Acanthogobius hasta)、棱鮻(Liza carinatus)和鮻(Liza haematocheila),且优势度相当高,仅7种鱼类就占了总样本数的80%。

本文运用三种多样性指数(Shannon指数,Simpson指数和Pielous’指数)来阐述鱼类多样性的时空差异性。

从总体上来看春季的多样性指数最高(2.067),冬季最低(1.372);三个沙洲鱼类多样性(Shannon)排序为下沙(2.18)>江亚南沙(2.159)>中沙(1.322)。

二、九段沙湿地初级生产力周年变化及浮游植物固碳能力的估算初级生产力(primary productivity),即自养生物通过光合作用或化能合成作用制造有机物的速率。

初级生产力包括总初级生产力(gross primary productivity)和净初级生产力(net primary productivity)。

前者是指自养生物生产的有机碳总量,后者是总初级生产力扣除自养生物在测定阶段中呼吸消耗掉的量。

本文研究不同季节、不同区域九段沙湿地水体总初级生产力的差异性和其变化趋势。

同时通过初级生产力来估算九段沙湿地水体自养生物(浮游植物)通过光合作用所能固定的有机碳总量即碳汇(carbon sink)。

基于遥感的九段沙湿地植被群落动态变化分析

基于遥感的九段沙湿地植被群落动态变化分析

基于遥感的九段沙湿地植被群落动态变化分析
基于遥感的九段沙湿地植被群落动态变化分析
九段沙是长江口重要的新生湿地.作为主要地物类型之一的植被群落,是反映潮滩湿地生态环境变化重要而又敏感的指标因子.本文通过1987~2008年六景Landsat卫星遥感数据对九段沙植被群落进行了分类提取,并利用ArcGIS软件分析了长江口九段沙植被群落20年来的时空动态变化.结果显示1987~1997年间,九段沙湿地植被以先锋植被海三棱蔗草为主,植被面积随潮滩不断淤涨而增长;1997年人工促淤种植了芦苇和互花米草,至2008年,芦苇、互花米草和海三棱蔗草三种植被群落所占植被总面积百分比分别为31.47%、39.35%和29.17%,其中外来物种互花米草优势明显,当地植被海三棱蔗草所占面积比例显著下降.
作者:刘瑜韩震柴勋 LIU Yu HAN Zhen CHAI Xun 作者单位:刘瑜,柴勋,LIU Yu,CHAI Xun(上海海洋大学海洋科学学院,上海,201306) 韩震,HAN Zhen(上海海洋大学海洋科学学院,上海,201306;大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室,上海,201306;上海海洋大学海洋防灾减灾中心,上海,201306)
刊名:生态科学英文刊名:ECOLOGICAL SCIENCE 年,卷(期):2009 28(4) 分类号:X171.1 关键词:九段沙植被群落遥感时空变化。

九段沙芦苇湿地生态系统N、P、K的循环特征

九段沙芦苇湿地生态系统N、P、K的循环特征
( #/VW.$3#" ) 和国家自然科学基金资助项目 ( /#44.#.3 ) 。 !上海市科学技术委员会重大攻关项目 !!通讯作者 X=,:CP:JBJ:;<Y ,:CPD GA;<ZCD >IHD +; 收稿日期: "##4=#[=.4! ! 接受日期: "##4=.#="3
刘长娥等: 九段沙芦苇湿地生态系统 1、 &、 C 的循环特征
"
滨海河口湿地, 是从事滨海河口湿地营养元素物质 循环研究的理想地区之一。 !# $" 研究方法 !# $# !" 采样! 分别在九段沙的上沙、 中沙和下沙选 择植被分布均匀且具代表性的样地, 利用 ?&I 确定 定位动态监测与采样点。在定位标志杆周围直径 H : 范围内设置多个 6 : Q 6 : 的样方, "##H 年 G —6" 月, 每隔 @# R 左右采集 6 次样品, 每次采集 " N @ 个 平行样方。 采用收获法采集植物样品, 齐地面刈割采集芦 苇地上部分, 同时收集样方内凋落物。用聚乙烯密 封袋分别盛装, 带回实验室, 将不同部位分离, 分离 成叶片、 叶鞘、 茎、 穗等; 植物地下部分采用挖掘法, 并去除死根, 就地洗净, 同样用聚乙烯密封袋盛装, 带回实验室, 分离为根和根状茎。及时对植物地上 部分和地下部分称鲜质量。 土壤采集与植物采样同步进行, 根据芦苇湿地 土壤自然分层结构特点, 分别采集不同层次的土壤 ( 深度分别为 # N 6H 、 6H N G# 、 G# N A# =: ) , 一般选取 @ 个点采样, 混合, 装入聚乙烯密封袋, 带回实验室 进行营养元素分析。 !# $# $" 样品处理! 将植物样品置于 6#H K 的烘箱 中烘 6H :*+。然后立即降低烘箱的温度, 使其维持 在 B# K N 8# K 烘干至恒量, 对不同部位分别称量 干质量。对烘干后的植物样品进行粉碎, 过 A# 目 筛。对粉碎后的样品用 P" I9G 4P" 9" 消煮, 制备成 待测液, 以备同时进行 1、 &、 C 元素的测定。土壤样 品在室内风干, 研磨, 过 6## 目筛, 装入聚乙烯密封 袋贮存待测。 !# $# %" 样品分析 对植物样品不同部位进行全 1、 全 & 和全 C 分 析。全 1 的测定采用凯氏定 1 法; 全 & 的测定采用 钼蓝比色法, 使用日本岛津 ST4"GH# 型可见光紫外 分光光度计比色测定。全 C 的测定采用火焰光度 计法, 使用上海 U&AG6# 火焰光度计测定。 对土壤样品进行全量和速效性 1、 &、 C 分析, 其 中全 1 采用半微量开氏法测定; 全 & 采用 1$9P 熔融 4钼锑抗比色法测定; 全 C 采用 1$9P 熔融, 火焰光度 法测定; 速效 1 采用碱解扩散法测定; 速效 & 采用 #J H :3/・V W 6 1$PX9@ 法测定, 用 #J H :3/・V W 6 1$P4 X9@ 溶液浸提, 钼锑抗比色; 速效 C 采用 1PG 9YX 浸 提, 火焰光度法测定, 以中性 6 :3/ ・ V W 6 乙酸铵溶液 为浸提剂, 铵离子与土壤胶体表面的钾离子进行交

长江河口典型河段水动力、泥沙特征及影响因素分析

长江河口典型河段水动力、泥沙特征及影响因素分析

这些典型河段及关键界面的性质以及界面之问的变化情况作深入的研究,为河口资源的开发作出科学的决策。

§2.2资料来源图2.1长江河口段形势图Fig.2.1ThesitIlationofthea1∞gjiallgestuⅡy图2.2长江河口测点站位图Fig.2.20bservati∞stati∞softhe0I锄gji蚰gestIl盯y在长江三峡工程2003年6月正式蓄水、南水北调工程动工的以来,以及长江口一些开发治理工程的实旌。

为了深化认识河口陆海相互作用的特点,指导长江口的水资源开发保护和河口治理。

2003年、2004年洪、枯季在长江口开展了能像模型(5)所揭示的倍周期分岔那样规则,也不可能期望汊道发育能像倍闰期分岔过程那样具有FeigenbauInu常数或占常数(林振山,2003)等。

然而,应用这个简单的非线性模型的动态图象来描述长江河口的大致形态特征,通过和动力学因素具有密切联系的参数(动力学指标)对河口分段,同时分析河口形态的动力学成因具有一定的借鉴意义,也可以为长江口区的分段提供科学理论依据和新的理论思路。

图3.5Logistic摸式的长江河口分段圈Fi毋3.5Subsecti∞sof0I明gjiallgestuarinear髓inL09istic粥del参考文献:1陈吉余,沈焕庭,恽才兴等.长江河口动力过程和地貌演变[M].上海:上海科技技术出版社2.沈焕庭,潘定安.长江河口最大混浊带[M]北京:海洋出版社.20013.沈焕庭,潘定安.长江河口潮流特性及其对河槽演变的影响[J].上海师范大学学报(自然科学版)4.李佳.长江河口潮区界和潮流界及其对重大工程的响应[D]华东师范大学河口海岸国家重点实验室,20045.李九发,沈焕庭,万新宁等。

长江河口涨潮槽泥沙运动规律[J].泥沙研究.2004(5):34—40.6.沈焕庭等长江河口物质通量[M]北京:海洋出版社.200l_7.茅志昌长江河口盐水入侵研究[J].海洋与湖沼,1995,26(6):643—649。

长江河口南汇嘴潮滩圈围工程前后水沙运动和冲淤演变研究-泥沙研究

长江河口南汇嘴潮滩圈围工程前后水沙运动和冲淤演变研究-泥沙研究
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图 2 实测泥沙输移示意图 Fig. 2 Sketch of sediment transport in Nanhui joint area
南汇嘴潮滩水流含沙量普遍较高 ,大潮汛潮周期平均含沙量为 1. 67kg /m3 左右 ,小潮汛为 0. 92kg / m3 左右 ,大潮含沙量大于小潮 ;而水深小于 - 3m 的浅滩涨潮含沙量大于落潮 ,涨潮期水深越浅含沙量 越高 ,水深大于 - 3m 的浅滩和河槽落潮含沙量大于涨潮 (表 1) 。1983年与 2006年实测含沙量相比 ,流 域来沙出现大幅度减少 (1983年大通站年输沙量为 5. 01 ×108 t, 2006 年仅为 0. 85 ×108 t) ,南汇嘴潮滩 近期大规模圈围工程前后的相同水深滩面上实测含沙量略有减小 ,而含沙量的绝对值仍较大 (表 1) 。 这说明南汇嘴潮滩地处海陆相互作用最极烈的河口最大浑浊带位置 ,河口区再浮悬泥沙和海域来沙量 有所增大 ,致使目前 (圈围工程后 )的浅滩区域来沙量仍较丰富 。 2. 3 泥沙输移过程
2 水流泥沙特性及输移过程
2. 1 潮流 南汇嘴潮滩潮流主要特性表现为大潮汛流速较大 ,潮周期平均流速为 78cm / s左右 ,小潮汛流速小 ,
潮平均流速为 44cm / s左右 ,大潮流速明显大于小潮 ;潮周期平均流速和涨 、落潮平均流速与潮滩地形高 程有关 ,随着潮滩面高程增高流速减小 ,而涨 、落潮流速差值反而增大 (表 1 ) ;南汇嘴东滩涨潮流向在 320°左右 ,落潮流向在 130°左右 ,与长江口边滩走向一致 。南滩受杭州湾北侧近岸流系影响 ,涨潮流向 在 260°左右 ,落潮流向在 88°左右 ,与杭州湾北侧近岸等深线较一致 。
摘要 :南汇嘴潮滩地处长江河口拦门沙地带 ,是上海陆沿海岸滩淤涨速度最快的滩地 ,也是促淤圈围土地最频 繁的地带 。在 1994 - 2003年期间实施了大规模低滩筑堤促淤圈围工程 ,圈围土地约 15 000hm2。由此 ,也必 将对潮滩水沙过程和冲淤变化产生影响 。工程实施期间 ,促淤坝田淤积速率明显增大 ,最大淤积区年淤积厚 度在 1. 0m以上 ,一般淤积区年淤积厚度在 0. 3~0. 8m ,而促淤堤外侧浅滩受坝田外泄清水影响 ,滩面发生不 规则的冲刷 ,一般冲刷深度 0. 3m 左右 ,最大冲刷区达到 1. 0m 左右 ,在水深大于 3m 的浅滩区仍以淤涨为主 ; 圈围工程完成后 ,由于圈围工程堤线保持了原有格局 ,对水流流势影响较小 ,在流域来沙量岀现锐减 ,而河口 区再浮悬泥沙和海域来沙量有所增大的环境下 ,南汇嘴潮滩水体含沙量仍较高 ,大潮汛实测潮周期平均含沙 量为 1. 67kg/m3 左右 ,小潮汛为 0. 92kg/m3 左右 ,而且浅滩水流输沙方式有利于促使潮滩淤涨发育过程 。 关键词 : 长江河口 ;潮滩 ;泥沙运动 ;潮流 ;冲淤演变 ;围垦工程 中图分类号 : TV142 文献标识码 : A 文章编号 : 04682155X (2010) 0320031207

环境海洋学

环境海洋学

我国长江口水动力学及其泥沙输运规律长江口概况长江口是我国第一大河口,河口地形十分的复杂。

自徐六泾以下,长江河口段由崇明岛将长江分为南支和北支,南支又由长兴、横沙岛分为南、北两港,南港再由九段沙分为南槽和北槽,形成长江口三级分流、四口入海的河势格局,如图所示。

长江入河口长江口水动力过程主要包括径流、潮流、波浪、科氏力、沿岸流及其相互作用。

长江口为中等强度的潮汐河口,长江口门中,浚站多年平均潮差为2.66m,最大潮差为4.62m[1]。

长江口口门外潮汐为正规半日潮,口内潮汐为非正规半日潮。

南支潮差由口门往上游逐渐减小,而北支,由于其河槽呈喇叭型,潮差由口门往上游逐渐增大,且潮差大于南支。

受径流、潮流、波浪等的影响,长江河口动力过程十分复杂,导致长江口沙洲冲淤不定,河势动荡变化,南支主流摆动,北支淤积萎缩。

长江口的波浪以风浪为主,浪向频率与风向频率基本一致,季节性变化十分明显。

春季盛行SE-SSE浪,夏季盛行SSE-S浪,秋季盛行NE-NNE浪,冬季盛行NW-NNW浪,涌浪以偏东浪向为主。

引水船站平均波高为1.0m,最大波高为6.2m[1]。

长江口泥沙来源,有上游流域来沙、口外海滨来沙、河口浅滩和部分河床底沙再悬浮等多种。

根据多年统计资料,长江口多年平均流量为29500m/s,多年平均输沙量为4.66亿t,最大年输沙量为6.78亿t,最小年输沙量为3.41亿t。

这些悬移质经过大通至江阴之间的近口段进入河口段,因水面放宽,水势放缓,悬移质中较粗的颗粒在潮流界附近发生落淤,估算每年约0.6亿t,从而使河口段的悬移质组成发生细化。

长江口床沙自江阴至口门逐渐细化,床沙平均粒径分别为:江阴至中央沙0.137mm,南港主槽0.121mm,北港主槽0.043mm,南槽江亚0.022mm,南槽铜沙0.006mm,南槽口门0.007mm,北槽主槽0.019mm。

北港口门0.0706mm,北港口外0.0090mm,北支0.063mm。

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长江河口九段沙形成发展及演化规律研究
【摘要】: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,是三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。【关键词】:长江河口九段沙形成演变沉积特性

【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:P343.5
【目录】:第一章绪论13-261.1研究意义13-151.2国外河口拦门
沙研究进展15-191.2.1水文泥沙15-161.2.2地貌与沉积16-191.3
国内河口拦门沙的研究进展19-211.3.1水文泥沙19-201.3.2地
貌与沉积20-211.3.3数学模拟及其它211.4选择九段沙为研究对
象的缘由及论文框架21-261.4.1缘由211.4.2框架21-26第二章
长江口动力与泥沙特性26-412.1区域背景及河口区分段26-272.1.1
区域背景262.1.2河口区分段26-272.2河口区径流特征27-332.2.1
来水来沙的年际变化27-312.2.2来水来沙的年内变化31-332.3
河口区动力特性33-392.3.1潮汐潮流33-352.3.2余流352.3.3
波浪35-362.3.4盐淡水混合36-392.4小结39-41第三章九段沙的
沉积特征41-713.1现代长江三角洲的形成41-423.2九段沙及南北
槽的沉积特征42-633.2.1粒度参数42-433.2.2南北槽表层沉积
物的粒度变化特征43-523.2.3九段沙表层及短柱状样的粒度变化
特征52-633.3九段沙的矿物组合与沉积速率63-693.3.1矿物组
合63-673.3.2沉积速率67-693.4小结69-71第四章GIS与DEM
在九段沙研究中的应用71-784.1地理信息系统与数字高程模型
71-744.1.1地理信息系统71-724.1.2数字高程模型72-734.1.3GIS
和DEM在河口海岸地貌分析中的应用73-744.2DEM的建立
74-754.2.1计算体积和面积754.2.2生成剖面(Grid→Slice)754.2.3
绘图754.3GIS和DEM在九段沙地貌演变研究中的应用75-784.3.1
九段沙形成演变研究中的应用764.3.2空间分析76-78第五章50
余年来九段沙演变的定量分析78-1115.1九段沙形成前的演变
78-845.21954年后九段沙的演变过程84-1035.2.1九段沙形成至
江亚南沙出现前的演变过程84-885.2.2江亚南沙形成至与九段沙
并沙前的演变88-955.2.3江亚南沙与九段沙并沙后的演变
95-1005.2.4面积和体积变化100-1035.3南北槽的演变过程
103-1095.3.1南槽的演变过程106-1085.3.2北槽的演变过程
108-1095.4小结109-111第六章结论111-114
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