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近150年来长江口第二、三代冲积岛浅滩演变特征分析和趋势预测

胡红兵  
【摘要】:河口浅滩地处河流与海洋相互作用的界面,在全球环境变化影响日益明显,流域人类活动强度不断加大的背景下,对河口浅滩未来的演变趋势的研究具有重要的理论意义。同时,对长江口区三大冲积岛(长兴岛、横沙岛和九段沙)浅滩的演变进行研究,有助于理解长江河口的演变规律,对长江口航道维护整治和港口规划、土地资源的可持续开发利用具有重要的现实意义和应用价值。因此,本文对收集到的长江口地区1879年以来多幅历史海图,应用GIS进行数字化,建立了长时间序列长江口地区水下数字高程模型(DEM);结合泥沙运动力学、数理统计方法和时间序列分析方法对近150年来长江口第二、三代冲积岛(长兴岛、横沙岛和九段沙)浅滩的时空变化特征进行分析,建立浅滩年代际演变的灰色系统预测模型,对今后数十年长江河口浅滩变化的趋势进行预测。分析结果表明: (1) 1879~2000年间,浅滩总面积、总体积增加,总体上呈淤涨趋势:0m、-2m、-5m面积年平均增长率分别为0.73 km~2/a、1.82 km~2/a、2.31 km~2/a;-5~-2m、-2~0m、-5~0m体积年平均增长率分别为0.062亿m~3、0.033亿m~3、0.095亿m~3;近150年来长江口第二、三代冲积岛浅滩共淤积了19.48亿t,约占大通泥沙通量的3.72%,年均淤厚0.83 cm。 (2) 浅滩不同区域表现出不同的冲淤态势,淤积主要发生在长兴岛西北部、横沙东滩和九段沙,冲刷主要发生在长兴岛南北岸和横沙浅滩。长兴岛和横沙岛南岸受东南向波浪侵蚀和涨潮流北偏水流强劲冲刷呈坍江态势,并不断地向西北方向后退,1861~1958年间整个横沙岛向西北方向迁移了约10 km。受岛屿向西北迁移的影响,1879~2000年间长兴岛浅滩向西北淤涨了9.7 km,横沙东滩西头随着陆地向西北方向后退,东头向东南推移,横沙浅滩东头沿东南方向向海推移。九段沙位于落潮流的顶冲点,逐年向海淤涨。 (3) 利用灰色数列模型预测未来25年和50年内长江口第二、三代冲积岛浅滩的演变趋势,浅滩-5m等深线面积和0~-5m体积呈增长趋势,在总体上仍处于淤涨状态,但淤涨的速率较1958~1995年间明显减小。 (4) 虽然浅滩的演变受多种因素的综合影响,但人类活动对浅滩演变的影响越来越强烈。


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