长江水沙变化对河口水下沙洲发育影响的研究

根据1950～2000年大通站实测水文资料和长江口地形图,对比分析了长江来水和来沙量变化对长江口水下沙洲发育的影响.自20世纪60年代开始,长江上游来沙量呈减少趋势,特别是90年代来沙量相对于60年代减少了34.3%.而近50 a来,长江入海径流量基本不变,90年代还略有增加.长江来沙量减少而径流量基本不变,使得径流冲刷力相对增强,导致河口区水下沙洲冲刷、河槽容积增加.将目前各沙体-5 m线以上面积与沙体发育面积最大时期相比,白茆沙-5 m线以上面积减少了46.6%;"三沙"减少了20.0%;南北港的青草沙和瑞丰沙减少了49.3%;同时期,长江口各河段河槽横断面在0 m等深线以下的面积不断增加.另外,从水下沙洲由淤转冲的时间来分析,长历时的上游来沙量减少将导致河口地区的溯源冲刷,河口下游受影响最早,然后逐渐波及上游.     

长江口南港瑞丰沙整治工程对周边河势的影响

长江口南港河段近期河势发生了一些不利的变化,南港中下段河床出现深槽向北拓宽、深泓北偏,尤其是瑞丰沙中部窜沟的发展及其中、下沙体的冲刷,对深水航道的建设维护和周边水域的稳定带来了较大的影响。为控制南港下段河势不利影响,应在瑞丰沙区域实施整治工程。通过潮流数学模型、清水局部动床物理模型及其研究成果,结合河床演变分析,对瑞丰沙整治方案的治理效果及其对周边河势的影响进行分析。结果表明:瑞丰沙总体整治改进方案RFS10能够起到防护瑞丰沙、改善南港主槽航道维护条件、减少北槽底沙来量、改善南港南岸码头前沿水深维护条件、稳定长兴水道中下段码头前沿水深的效果,对圆圆沙航道维护条件基本无不利影响,对周边河势亦基本无不利影响。     

长江河口九段沙沙洲形成和演变过程研究

九段沙继崇明岛、长兴岛和横沙岛后成为长江河口第三代新生冲积沙洲(岛),为河口第三级分汊口沙洲,如今0m以上沙洲面积为126km2,5m水深包络的面积为448.7km2,平面外形成长椭圆沙洲。自从上世纪50年代中期九段沙成为独立沙体以来,在河口水流的作用下,不断地承接上游河道推移而来的底沙,沙洲持续淤涨,0m以上沙洲面积是原始面积的3.3倍,2m水深包络的平面面积是原始面积的2.5倍,5m水深包络的平面面积是原始面积的2.0倍多。与此同时,在陆海相互作用及南北槽分水分沙比值不断更替变化过程中,九段沙沙体本身也发生了较大变化,表现为沙头冲刷后退,沙尾淤涨延伸,南侧淤涨幅度大于北侧,而沙洲基座长轴位置移动不大。目前九段沙头部鱼嘴和北部导堤工程的建设改变了九段沙浅滩的水沙运动过程,因九段沙北侧边界基本固定,导致南侧边滩冲淤变化必将会增大,需采取相应的人工干预措施,才能使国家级生态保护区九段沙朝着健康的演变方向发展,同时减少对与沙洲相邻的南北槽通海航道水深的影响,确保通海航道畅通无阻。     

基于过水断面面积的长江口南支放宽率计算及变化特征分析

河槽放宽率是保持潮汐河口河槽稳定性的主要参数之一。在利用河槽宽度计算放宽率的基础上,提出了以过水断面面积为主要参数计算的天然河口放宽率,能更真实地反映河槽沿程过水能力是否增强以及增强的幅度。1917-2006年长江口南支河槽自白峁沙至吴淞口的放宽率计算结果表明:整体上,近100年来放宽率呈减小之势,与南支河槽不断冲刷相适应,且白峁沙、扁担沙、中央沙、浏河沙等主要沙洲的生长也起到了缩窄河宽,减小河道过水断面面积,缩小放宽率的作用;放宽率在1979年出现最小值,与七丫口-5 m槽宽为历年最窄及充分发挥其节点作用有关;放宽率在2006年增至1.21%,与三峡工程蓄水后流域供沙大幅度减少,南支河槽主要沙体受到侵蚀,特别是中央沙和浏河沙侵蚀最为严重,使石洞口-吴淞口区域过水断面面积增大有关。     

长江口南支新浏河沙的演变过程

根据长江口南支下段新浏河沙、新浏河沙包、宝山南、北水道的形成发育过程分析,落潮流北偏,河道放宽率较大、沉积物抗冲性差以及丰富的物质来源是形成浏河口外主槽内浅滩沙洲的主要原因.在落潮流控制下,新浏河沙、新浏河沙包以125°方向朝下游移动.自2004年以来,新浏河沙包北冲南淤趋势加剧,增加了南、北港分流口河段的不稳定性,为确保宝山南、北水道10m以上水深,对新浏河沙包实施动态治理.     

长江口南支新测河沙的演变过程

根据长江口南支下段新浏河沙、新浏河沙包、宝山南、北水道的形成发育过程分析,落潮流北偏,河道放宽率较大、沉积物抗冲性差以及丰富的物质来源是形成浏河口外主槽内浅滩沙洲的主要原因。在落潮流控制下,新浏河沙、新浏河沙包以125°方向朝下游移动。自2004年以来,新浏河沙包北冲南淤趋势加剧,增加了南、北港分流口河段的不稳定性,为确保宝山南、北水道10m以上水深,对新浏河沙包实施动态治理。     

长历时低含沙洪水条件下的黄河河口演变特征

黄河河口2021年出现罕见的长历时低含沙量洪水过程。采用实测水文资料和卫星遥感影像分析河口河道的冲淤特性和口门演变，探讨流路稳定状况。小浪底水库调水调沙和秋汛两次主要洪水过程历时共91天，平均流量为3 123 m³/s,平均含沙量为6.7 kg/m³。河口河道段因河床粒径粗化接近冲刷平衡，冲刷体积为0.04亿m³;尾闾段因口门主流取直摆动，发生明显溯源冲刷，冲刷体积为0.14亿m³。自2013年西河口以下河长达到60 km后，口门因沙嘴延伸较长、来沙量显著降低，形成比较稳定的分汊入海态势。2021年汛后河势稳定，感潮段河势顺直，口门“大水取直、小水坐湾”,目前流路仍处于较为稳定状态。     

长江河口南支河道近期演变与自动调整过程研究

基于长江河口1997年以来大量的数字地形图和水文泥沙实测资料,分析研究了工程影响下南支河段河床自动调整过程。结果表明：三峡水库蓄水以来,在来水量未变、来沙锐减背景下,南支河道水流流态较平稳,而河床持续冲刷,但2006年以后河床冲刷强度减小,现逐渐向冲淤平衡发展;河槽断面趋于窄深,白茆沙和新浏河沙沙体的变化对南支河段的稳定性影响较大,南北港分流口冲淤变化频繁,新浏河沙护滩工程起到了一定的“固滩、限流”作用,但并不能阻止新浏河沙和南沙头护堤前沿河床冲刷的势态。建议对扁担沙沙尾采取适当的工程整治措施。      

流域水沙变化和人类活动对长江口河槽演变的影响

基于1998—2016年长江口系列水下地形等有关资料,研究了流域减沙和人类活动对长江口河槽冲淤演变的影响趋势。结果表明:近20年长江口滩槽格局总体稳定,但南支以下河槽呈现由净淤积向净冲刷转变,口内的河槽冲刷、容积扩大,口外的航道拦门沙浅滩长度缩短。河口边滩圈围、江中沙洲人工守护及三峡工程的拦洪消峰作用促使长江口滩槽格局的稳定,而流域来沙减少与河口促淤圏围则促进南支以下河槽由净淤积向净冲刷转变。2002—2003年基本为长江口南支以下河槽冲淤转变的分界点,河口冲淤转变对应的流域年输沙量临界值约2.54亿t。未来,长江流域来沙量可能长期维持在临界值以下的较低水平,长江口将呈现岸滩槽地貌格局稳定条件下的缓慢冲刷趋势。     

流域水沙变化和人类活动对长江口河槽演变的影响

基于1998—2016年长江口系列水下地形等有关资料,研究了流域减沙和人类活动对长江口河槽冲淤演变的影响趋势。结果表明:近20年长江口滩槽格局总体稳定,但南支以下河槽呈现由净淤积向净冲刷转变,口内的河槽冲刷、容积扩大,口外的航道拦门沙浅滩长度缩短。河口边滩圈围、江中沙洲人工守护及三峡工程的拦洪消峰作用促使长江口滩槽格局的稳定,而流域来沙减少与河口促淤圏围则促进南支以下河槽由净淤积向净冲刷转变。2002—2003年基本为长江口南支以下河槽冲淤转变的分界点,河口冲淤转变对应的流域年输沙量临界值约2.54亿t。未来,长江流域来沙量可能长期维持在临界值以下的较低水平,长江口将呈现岸滩槽地貌格局稳定条件下的缓慢冲刷趋势。     

塔里木河流域天然林草保护与修复研究

开展塔里木河流域天然林草保护与修复研究,对于复苏河湖生态环境、保护生态安全屏障、实现流域社会经济发展、实施乡村振兴等国家重大战略有重要意义。基于塔里木河流域“九源一干”自然生态系统变化趋势与现状,从稳定流域自然生态系统规模和提升生态系统功能的角度出发,通过大量的天然林草面积和覆盖度变化数据对比分析,综合设定分区保护下的流域天然林草生态保护目标和保护修复面积,并确定其相应的生态保护需水量。结果表明：天然林草保护和修复面积为1.57万km²,其中,保护区面积1.40万km²,修复区面积0.17万km²;流域天然林草生态保护需水总量为60.36亿m³,其中,基本生态需水为51.32亿m³,生态修复水量为9.04亿m³,并提出了相应生态保护与修复措施、机制。研究成果可为塔里木河流域生态保护与修复提供参考。     

基于不同潮位的黄河三角洲海岸带形态变化研究

根据黄河三角洲2003—2020年卫星遥感影像，推算影像成像时潮位数据，筛选高潮和低潮两组影像，解译两组影像瞬时水边界；分析黄河三角洲整体和局部变化、新生沙洲以及入海口位置、方向的变化范围；提出海岸带变化表征指标，用以表征黄河三角洲海岸带形态变化特征。结果表明：2003年以来，黄河三角洲海岸带一直处于淤积与侵蚀并存的状态，高潮时，淤积总面积66.39 km²,侵蚀总面积64.46 km²,8条断面中有5条断面呈淤积趋势，最大淤积距离10.30 km, 3条断面呈侵蚀趋势，最大侵蚀距离4.51 km;低潮时，淤积总面积90.36 km²,侵蚀总面积33.50 km²,5条断面呈淤积趋势，最大淤积距离9.62 km, 3条断面呈侵蚀趋势，最大侵蚀距离3.91 km; 2013年入海口处出现小规模沙洲，2020年沙洲最大面积达19.57 km²;2007年入海口改道北向，2020年入海方向最大方位角为336°,入海口最大向西北偏移12.3 km。     

鄱阳湖冲淤演变及水文生态效应

根据1956—2020年出入湖输沙过程等实测资料,定量研究了湖区水沙运动特征和湖盆由淤积向冲刷转变的演变过程及水文生态效应。利用1998年、2010年和2020年进行的三次典型断面测量成果、遥感影像和现场调查勘测资料分析计算后发现：（1）2000年以前鄱阳湖以淤积为主。（2）2001—2010年有淤有冲,中部主湖区12个典型断面滩槽平均淤高0.51 m;入江水道滩槽平均下切0.35 m、泥沙冲刷量达19 121×10⁴ m³。（3）2011—2020年湖盆全面冲刷,中部主湖区滩槽平均下切0.35 m;入江水道滩槽平均下切1.39 m、泥沙量为9 608×10⁴ m³。（4）湖区采砂加剧了河床侵蚀,2000—2010年通江水道采砂量为9 348×10⁴ m³,相当于自然冲刷量的45%;2011—2020年采砂量为8 157×10⁴ m³,相当于自然冲刷量的85%。（5）入江水道侵蚀,使1—3月湖水位全面降低,直接改...     

黄河口双流路同时行河运用年限研究

刁口河已停河46 a,流路湿地生态系统萎缩、退化严重，刁口河、清水沟流路同时行河可以为刁口河提供水沙补给，扩大自然湿地面积、恢复岸线自然延伸趋势。针对河口河段不淤临界流量开展研究，并设置不同分流比方案，利用河口多流路行河水沙演进数学模型，计算分析了以清水沟流路为主、刁口河流路为辅的行河年限。结果显示：河口河段冲淤临界流量为1 600～2 200 m³/s;当大河(利津断面)来流大于3 800 m³/s时，在清水沟流路达到平滩流量4 000 m³/s前按照1 600 m³/s向刁口河分流，之后逐渐增加分流流量到4 000 m³/s,对清水沟流路行河年限、水位影响较小；若进一步减小大河起分流量，增加刁口河分水分沙量，会对清水沟流路行河年限造成较大影响。流路行河年限受水沙条件、地形边界、海洋动力等多因素影响，设计水沙条件下双流路同时行河，可在尽量发挥清水沟流路运用潜力的基础上，最大限度为刁口河补水补沙，利于湿地生态系统的保护和修复。     

三峡建库后长江中游江心洲滩面积调整特点

针对三峡工程运用后长江中游河道内江心洲的冲淤变形特点，基于Landsat影像和水沙与地形资料，分析了枝城至湖口河段内江心洲高滩和低滩出露面积的时空变化特点，总结了典型高低滩结构江心洲的冲淤变形模式。研究结果表明，2003-2019年长江中游江心洲低滩整体呈萎缩趋势，枯期总出露面积由305 km²减小至288 km²,荆江、城汉和汉湖河段内面积的变化率分别为-24%、+6%和-4%;相同时段内江心洲高滩面积变化相对较小，2013年前总出露面积的年平均变化量为+0.57 km²/a, 2013年后为-0.74 km²/a,荆江和汉湖河段内高滩淤积，城汉河段内冲刷。江心洲低滩为沙土缓坡，变形模式以垂向冲淤为主；高滩为黏土陡坡，滩缘在自身重力和坡脚冲刷作用下失稳崩塌。     

近期长江河口南、北槽分流口河床演变过程研究

基于大量现场水沙观测及海图资料,首先分析总结了南、北槽分流口历史演变规律;其次,对长江口深水航道治理工程建设以来南、北槽分流口河段水流动力特征,近期分流口演变规律及分流潜堤工程建设对分流口河段河道演变和水动力条件的影响进行了研究.结果显示:南港下游至南、北槽分流口河段深泓线位置经历了南-北-南的换位过程;南、北槽分流沙洲的方位角受外海上溯潮波控制,基本保持在305°,但由于分流口上提至江亚南沙及分流潜堤的建设,分流沙洲洲头逐渐北偏,目前分流沙洲方位角在314°左右,伸入到分流潜堤北侧河道,与此同时,南、北槽进口过水断面(0m以下)总面积维持稳定的前提下,北槽过水断面持续减小,南槽相应增加;目前,南港下游水流流向出现南偏,落潮主流偏向南槽,南槽进口断面平均潮流速大于北槽.     

洞里萨湖的水位和面积变化特征

洞里萨湖是湄公河最大的连通湖泊,其水位、面积变化对洞里萨湖的结构和功能产生重要影响,辨识水位、面积演变规律对洞里萨湖区与湄公河三角洲防汛抗旱和生态环境保护具有重要指导意义。基于金边港、波雷格丹和甘邦隆站长系列的日均水位数据及湖区地形资料,定量分析了洞里萨湖水位、面积的年际与年内变化特征。结果表明:洞里萨湖水位涨落缓慢,涨水天数少于退水天数,涨水率高于落水率。洞里萨湖年际水位波动频繁,年平均水位、年最高水位、年水位极差值、年洪水历时、年平均洪水位、日涨水率年际变化总体呈小幅下降趋势,年最低水位、退水天数、日落水率年际变化呈上升趋势。洞里萨湖水位、面积年内呈单峰型变化,5月份最低,平均水位1.51 m,相应面积2 487 km²,实测最低水位1.11 m,相应面积2 053 km²;10月份最高,平均水位8.70 m,相应面积12 768 km²,实测最高水位为10.54 m,相应面积15 261 km²,多年平均年内水位变幅7.63 m,面积变幅10 628 km²。研究成果为下一步洞里萨湖区的综合治理规划奠定了基础。     

遥感技术在江苏省水域面积监测中的应用

为准确掌握江苏省水域面积,结合江苏省水利普查数据、1∶10 000水系数据等相关参考资料,利用2012年江苏全省0.3 m空间分辨率航片,提取了2012年度江苏全省8大类别水域面积。分析与评价结果表明:2012年江苏水域面积为22 433.2 km²,包含湖泊(不含省管湖泊圈圩)6 271.0 km²、省管湖泊圈圩637.5 km²、河流5 042.9 km²、水库480.4 km²、塘坝39.8 km²、洪泽湖滞涝圩1 590.0 km²、里下河滞涝圩595.4 km²、鱼塘5 322.5 km²和沟渠2 453.8 km²。该成果精度较高、客观真实,节省了大量人力物力,为今后省级和地方政府水域岸线动态监管、定期开展全省水面变化监测和水利基本现代化进程考核提供了基础数据,为下一步研制全省水域面积管理行政执法协同监管系统提供了监测数据资源。     

2018年黄河上游洪水及宁蒙河道响应特征研究

利用实测资料分析2018年黄河上游洪水的水沙特点以及洪水对宁蒙河道冲淤的影响,结果表明：2018年黄河上游洪水具有洪量大、持续时间长、洪峰流量大等特点。进入宁蒙河道洪峰流量为2 880～3 600 m³/s,内蒙古三湖河口—头道拐河段发生大范围漫滩。宁蒙河道洪水期河道冲淤调整较大,内蒙古巴彦高勒—头道拐河段产生明显的“淤滩刷槽”效果,漫滩洪水冲刷效率高于非漫滩洪水。洪水对河道排洪能力的恢复作用显著,洪水后内蒙古河段巴彦高勒、三湖河口站同流量水位分别下降0.71 m和0.47 m,平滩流量分别增加约500 m³/s和320 m³/s。     

长江口横沙通道冲淤变化与地形特征演变

长江口横沙通道是南北港航道的重要联络通道,研究该通道的冲淤及地形演变,对于掌握通道水动力条件及保证生产作业安全具有重要意义.采用2005～2020年长江口实测水下地形数据,利用ArcGIS建立精度为20 m×20 m的数字高程模型;通过绘制横沙通道地形图、冲淤变化图、等深线图和横断面图,对横沙通道整体地貌的演变特征和局...