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Boosting spring runoff into the sea by reservoir regulation and its potential for estuarine fishery recovery

Science China Earth Sciences 2024年第5期67卷 1591-1603页

作者： Xiao WU Houjie WANG Yongyong FAN naishuang bi Chiyuan MIAO Jingping XU Zuosheng YANG College of Marine Geosciences Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Technologyand Frontiers Science Center for Deep Ocean Multispheres and Earth SystemOcean University of ChinaQingdao 266100China Laoshan National Laboratory Qingdao 266061China Institute of the Yellow River Estuary and Coast Science Dongying 257000China State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology Faculty of Geographical ScienceBeijing Normal UniversityBeijing 100875China Department of Ocean Science&Engineering Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China

With global surge in reservoir construction over the past decades,river systems worldwide have been profoundly ***,flow manipulation by reservoirs has altered the natural hydrological processes,resulting in extensive modifications of fluvial-marine *** the adverse ecological consequences of reservoirs has become a global concern and has garnered increasing *** Yellow River,as one of the most extensively manipulated river systems globally,has experienced substantial changes in the amount and timing of water discharge due to the presence of numerous reservoirs scattered throughout its catchment *** alterations have caused physicochemical changes in the estuary and subsequent modifications to the estuarine *** recent years,the Yellow River Conservancy Committee initiated the release of water through the Xiaolangdi Dam during the major spawning period of fisheries,specifically in the spring,with the aim of improving the estuarine ecological *** 2011 to 2020,a total of 84.05 km^(3)of water was discharged from the Xiaolangdi Reservoir during spring seasons,of which 40%(33.16 km^(3))constituted water impounded within the reservoir during preceding ***,the spring water discharge from the Yellow River to the sea increased significantly from 1.50 km^(3)/yr to 3.46 km^(3)/yr in the past decade,leading to a decrease in estuarine salinity by 1.6 *** estuarine fishery resources,such as fish eggs in the Yellow River estuary,have demonstrated evident *** reservoir regulation in the Yellow River,which has successfully enhanced spring water discharge and subsequently restored estuarine fishery resources,presents an effective attempt for mitigating the adverse ecological effects associated with reservoirs.

关键词： Reservoir regulation Water release Spring runoff Estuarine ecosystem Yellow River

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1991—2011黄河下游河道冲淤演化的时空格局及影响因素

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海洋湖沼通报（中英文） 2024年第4期46卷 89-99页

作者：李光雩范勇勇吴晓王厚杰毕乃双中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 黄河水利委员会水文局山东东营257000 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061

本文应用黄河下游河道统测断面数据,根据断面地形法计算了1992—2011年黄河下游主河道的年际和季节性冲淤变化,并从年际、季节两个尺度对黄河下游不同类型河段冲淤变化进行了系统分析。结果表明:1992—2011年下游河道基本处于先淤积后... 详细信息

本文应用黄河下游河道统测断面数据,根据断面地形法计算了1992—2011年黄河下游主河道的年际和季节性冲淤变化,并从年际、季节两个尺度对黄河下游不同类型河段冲淤变化进行了系统分析。结果表明:1992—2011年下游河道基本处于先淤积后侵蚀发展过程,1992—1999年间下游河道持续淤积,累积淤积体积为10.90亿m^(3);2000年开始侵蚀,至2011年共侵蚀河道15.97亿m^(3)。从季节性尺度上看,黄河下游河道冲淤整体处于两个状态,1992—1999年黄河下游河道在汛期累计淤积14.71亿m^(3),是黄河下游年际累计淤积总量的1.4倍;在非汛期累计侵蚀4.73亿m^(3),占汛期淤积量的32%。2000—2011年汛期黄河下游河道累计侵蚀11.48亿m^(3),占黄河下游年际累计侵蚀总量的75%,非汛期冲刷通量逐渐下降,期间累计侵蚀3.81亿m^(3),占黄河下游年际累计侵蚀总量的25%。水沙条件变化和河道形态变化是整个下游河道由淤积转为冲刷的主要因素。小浪底投入使用后,来沙系数降低导致下游河道由淤积转向侵蚀。下游河道河相系数整体下降,下游河道变得愈加稳定,至2005年前后整体趋于平衡。

关键词：黄河下游冲淤演化时空格局断面法冲淤强度

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水库调控下黄河口沉积有机碳的分布、来源与输运特征

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海洋地质与第四纪地质 2024年第2期44卷 120-130页

作者：党瑶刘夙睿王厚杰卢泰安吴晓毕乃双胡利民中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 黄河水利委员会山东水文水资源局利津水文站东营257400

黄河是全球输沙量最大的河流之一,陆源颗粒有机碳通量高。然而,近年来流域水库调控对黄河下游水文格局和颗粒有机碳输送产生了重要影响,小浪底水库调水调沙时期成为黄河水沙和有机碳入海的关键时段。为揭示水库调控对河口水动力和有机... 详细信息

黄河是全球输沙量最大的河流之一,陆源颗粒有机碳通量高。然而,近年来流域水库调控对黄河下游水文格局和颗粒有机碳输送产生了重要影响,小浪底水库调水调沙时期成为黄河水沙和有机碳入海的关键时段。为揭示水库调控对河口水动力和有机碳分布的影响机制,基于2020年7月调水期和调沙期黄河口的水动力观测结果,结合沉积物有机碳测试结果,研究了水库调控不同阶段下河口沉积物粒度参数和表层沉积物有机碳的时空分布。研究结果表明,水库不同阶段下悬浮颗粒物的物源和主要扩散、沉积区域的变化,使得黄河口表层沉积物的粒度组成特征发生明显变化;在高径流量的调水期期间,粗颗粒泥沙携带颗粒有机碳在河口距离口门12 km范围内大量埋藏,河口区域表层沉积物的有机碳含量相较于调沙期明显偏低。调水期黄河口陆源有机碳主要来自下游河床冲刷,颗粒较粗,调沙期则转变为水库释放的细颗粒有机碳和流域C3维管植物碎屑。水库调控的不同阶段使得黄河下游河流水动力格局和泥沙运输机制改变,从而引起黄河口沉积有机碳来源和分布的显著变化。因此,人类活动对调节有机碳向海洋的输送及其在近岸海域的分布具有主导性作用。

关键词：调水调沙颗粒有机碳沉积物输运黄河口

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现行黄河口分汊河道的分流特征及其影响机制

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海洋地质与第四纪地质 2024年第2期44卷 131-145页

作者：葛春海范勇勇巴旗孙超吴振吴晓王厚杰毕乃双中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 黄河河口海岸科学研究所东营257091 山东省第四地质矿产勘查院潍坊261021 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100

自2013年黄河尾闾河道出汊形成双槽入海的河口汊道,控制了河口流量的分配,但其分流特征及其影响机制尚不清楚。本文基于Delft3D构建了黄河口汊道的水动力三维数值模型,模拟了不同工况下河口汊道的分流特征,揭示了其影响机制。结果表明:... 详细信息

自2013年黄河尾闾河道出汊形成双槽入海的河口汊道,控制了河口流量的分配,但其分流特征及其影响机制尚不清楚。本文基于Delft3D构建了黄河口汊道的水动力三维数值模型,模拟了不同工况下河口汊道的分流特征,揭示了其影响机制。结果表明:河口汊道的分流不对称性随流量的增加而减小,流量增加加大了东汊与北汊河道的水位梯度差,使得从东汊河道的流量增量较北汊河道大,河流流量的分配更加均匀。潮汐作用增强了河口汊道的流量不对称性,而随着径流量的增加,潮汐的增强作用逐渐减弱。这主要由于在半日潮的作用下,东汊和北汊河道水位梯度的差异,形成河口潮汐的“东阻北促”效应,增强了河口汊道的分流不对称性。

关键词：分汊河道分流不对称性潮汐径流量黄河口

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北黄海西部泥质区全新世以来沉积有机碳埋藏特征

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海洋地质与第四纪地质 2024年第2期44卷 110-119页

作者：王培杰胡利民闫天浩王厚杰毕乃双王楠张洋吴晓中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心青岛266100

北黄海西部泥质区沉积环境稳定、沉积记录连续,是重建过去周边流域变化与黄海海洋环境信息的良好载体。目前围绕北黄海西部泥质区沉积有机碳的研究工作多局限于通过表层沉积物揭示其现代分布特征,对于该泥质区长时间尺度沉积有机碳埋藏... 详细信息

北黄海西部泥质区沉积环境稳定、沉积记录连续,是重建过去周边流域变化与黄海海洋环境信息的良好载体。目前围绕北黄海西部泥质区沉积有机碳的研究工作多局限于通过表层沉积物揭示其现代分布特征,对于该泥质区长时间尺度沉积有机碳埋藏过程与机制的研究相对薄弱。通过北黄海西部泥质区W03岩芯的总有机碳指标,重建了全新世以来北黄海西部沉积有机碳的埋藏特征,探讨了气候及海洋环境变化对北黄海西部沉积有机碳埋藏的控制机制。研究表明:海平面上升的停滞期(10.3~9.8 ***),发育硬质黏土层,有机碳以陆源输入为主(60.7%),动荡的沉积环境导致总有机碳含量相对较低,平均含量仅为0.22%;海平面上升期(9.8~7.0 ***),海源有机碳的贡献增加(47.7%),相对稳定的沉积环境有利于该时期有机碳的埋藏;高海平面以来(7.0 ***至今),黄海环流体系逐渐形成,陆源有机碳输入随着东亚冬季风驱动的沿岸流强度变化发生相应的改变,海源有机碳的贡献继续增加(50.0%),总有机碳的含量升高至0.58%。北黄海西部泥质区全新世以来沉积有机碳埋藏主要受控于海平面变化和海洋环流体系的运动。

关键词：泥质区全新世沉积有机碳北黄海

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Organic Carbon Deposition on the Inner Shelf of the East China Sea Constrained by Sea Level and Climatic Changes Since the Last Deglaciation

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中国海洋大学学报:英文版 2023年第5期22卷 1300-1312页

作者： ZHANG Mingyu LIU Xiting XU Fangjian LI Anchun GU Yu CHANG Xin ZHUANG Guangchao ZHANG Kaidi bi naishuang WANG Houjie Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Technology College of Marine GeosciencesOcean University of ChinaQingdao 266100China Laboratory for Marine Geology Qingdao National Laboratory for Marine Science and TechnologyQingdao 266061China College of Marine Science Hainan UniversityHaikou 570228China Key Laboratory of Marine Geology and Environment Institute of OceanologyChinese Academy of SciencesQingdao 266071China Key Laboratory of Marine Chemistry Theory and Technology Ministry of EducationOcean University of ChinaQingdao 266100China

The East China Sea(ECS),which is located in the transitional zone between land and ocean,is the main site for the burial of sedimentary organic *** good constraints of the modern source to the sinking process of organic carbon,its fate in response to changes in climate and sea level since the last deglaciation remains poorly *** aim to fill this gap by presenting a high-resolution sedimentary record of core EC2005 to derive a better understanding of the evolution of the depositional environment and its control on the organic deposition since 17.3 *** results suggest that sedimentary organic carbon was deposited in a terrestrial environment before the seawater reached the study area around 13.1 *** significant transition from a terrestrial environment to a marine environment is reflected by the decrease in TOC/TN and TOC/TS ratios,which is attributed to deglacial sea level *** sea level continued to rise until it reached its highstand at approximately 7.3 kyr when the mud depocenter was *** results further indicate that the deposition of the sedimentary organic carbon could respond quickly to abrupt cold events,including the Heinrich stadial 1 and the Younger Dryas during the last deglaciation,as well as‘Bond events'during the *** propose that the rapid response of the organic deposition to those cold events in the northern hemisphere is linked to the East Asian winter *** new findings demonstrate that organic carbon deposition and burial on the inner shelf could effectively document sea level and climatic changes.

关键词： organic carbon East China Sea mud sediments sea level changes environmental evolution

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Grain-Size Distribution of Surface Sediments in the Bohai Sea and the Northern Yellow Sea: Sediment Supply and Hydrodynamics

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Journal of Ocean University of China 2020年第3期19卷 589-600页

作者： YUAN Ping WANG Houjie WU Xiao bi naishuang College of Marine Geosciences/Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Techniques MOEOcean University of ChinaQingdao 266100China Laboratory of Marine Geology Qingdao National Laboratory of Marine Science and TechnologyQingdao 266237China

The grain-size distribution of surface sediments in the Bohai Sea(BS) and the northern Yellow Sea(NYS), and its relationship with sediment supply and hydrodynamic environment were investigated based on grain-size compositions of surface sediments and modern sedimentation rates. The results showed that the surface sediments in the BS and the NYS were primarily composed of silty sand and clayey silt with a dominant size of silt. In addition, the Yellow River delivered high amount of water and sediments to the BS, and they are dominated in surface sediments(mainly silt) in the Bohai Bay, the Yellow River mouth, the center of the BS, and the north coast of Shandong Peninsula. The coarse-grained sediments were mainly deposited at the river mouth due to the estuarine filtration and physical sorting. Meanwhile, there was a significant relationship among the modern sedimentation rate, the surface sediment grain size distribution and sediment transport pattern. The areas with coarser surface sediments generally corresponded low sedimentation rates because of strong erosion;whereas the sedimentation rate was relatively high at the place that the surface sediments were fine-grained. Furthermore, the grain-size trend analysis showed that the areas with fine-grained surface sediments such as the mud area in the central BS and the upper Liaodong Bay were the convergent centers of surface sediments, except for the Bohai Bay and the subaqueous Yellow River Delta where offshore sediment transport was evident.

关键词： Bohai Sea and North Yellow Sea surface sediment grain size sedimentation rate sediment supply sedimentary dynamic environment

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Rapid shifts of the river plume pathway off the Huanghe (Yellow) River mouth in response to water-sediment regulation scheme in 2005

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Chinese Science Bulletin 2005年第24期50卷 2878-2884页

作者： WANG Houjie YANG Zuosheng bi naishuang LI Haidong College of Marine Geosciences Ocean University of China Qingdao 266003 China

Freshwater plume represents a key passage for the river to deliver sediment to the coastal ocean. A wa- ter-sediment regulation scheme was implemented for the Huanghe River in 2005; in order to examine the effect of such an activity on the river plume dynamics, three cruises were carried out off the Huanghe River mouth. The prelimi- nary results of the in-situ measurements suggested that the plume pathway shifted rapidly during the period of less than twenty days, which was confirmed by satellite remote sensing data in the same period. The rapid shifts were resulted from intensive interactions between river discharge and the vary- ing bathymetry in the river mouth area. A large amount of river sediment was delivered to the coastal region during this period and mostly deposited in the mouth bar area due to jet-flow deceleration, forming a cluster of mouth bars across the river mouth, which caused the rapid shifts of the plume pathway.

关键词：黄河河口卷流泥沙沉积规则 2005年

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山东半岛东部近岸表层沉积物放射性核素的季节性变化及其环境指示意义

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海洋地质前沿 2022年第2期38卷 37-47页

作者：李佩华吴晓毕乃双王厚杰中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100

基于2019年4月、7月、10月、12月渤黄海共享航次取得山东半岛东部近岸H01和H02站位多个季节沉积物样品,通过低本底γ能谱仪分析得到其表层沉积物放射性核素^(7)Be、^(210)Pb_(ex)、^(228)Th_(ex)和^(137)Cs活度数据。结果表明,短半衰期... 详细信息

基于2019年4月、7月、10月、12月渤黄海共享航次取得山东半岛东部近岸H01和H02站位多个季节沉积物样品,通过低本底γ能谱仪分析得到其表层沉积物放射性核素^(7)Be、^(210)Pb_(ex)、^(228)Th_(ex)和^(137)Cs活度数据。结果表明,短半衰期核素^(7)Be、^(228)Th_(ex)与长半衰期核素^(210)Pb_(ex)、^(137)Cs在同一站位的季节分布存在差异,同一核素在H01和H02站位的季节分布也存在差异;H01站位的^(7)Be和^(228)Th_(ex),H02站位的^(210)Pb_(ex)和^(137)Cs,受表层沉积物粒度影响较不明显,^(7)Be和^(228)Th_(ex)的季节变化受悬浮物质的输运和沉降的影响显著,而^(210)Pb_(ex)和^(137)Cs更多指示的是环流作用下的沉积物再分配;与H02相比,H01站位表层沉积物核素变化受大气沉降影响较低。H01和H02站位分别位于"Ω"形泥质体顶部和东部边缘,其物源和沉积动力环境存在差异,放射性核素^(7)Be、^(210)Pb_(ex)、^(228)Th_(ex)和^(137)Cs在示踪物质输运和沉降过程中具有重要意义。

关键词：山东半岛东部近岸表层沉积物季节变化放射性核素

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黄河口湿地时空变化过程及其主控因素

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海洋地质与第四纪地质 2022年第1期42卷 68-80页

作者：李燕妮李鹏吴晓毕乃双王厚杰中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学和探测技术教育部重点实验室青岛266100

基于1976-2020年Landsat卫星长时间序列遥感影像开展研究工作,结合黄河水沙资料、河口沉积动力机制研究及人类活动影响,研究了黄河口湿地植被时空变化过程,对比揭示了清8汊(行水)和清水沟(废弃)不同流路湿地演化的差异,探讨黄河口湿地... 详细信息

基于1976-2020年Landsat卫星长时间序列遥感影像开展研究工作,结合黄河水沙资料、河口沉积动力机制研究及人类活动影响,研究了黄河口湿地植被时空变化过程,对比揭示了清8汊(行水)和清水沟(废弃)不同流路湿地演化的差异,探讨黄河口湿地植被时空变化的影响因素。结果表明:(1)黄河口湿地在发育过程中呈现了显著的阶段性和空间差异性变化,总体上经历了快速增加、稳定增长、快速蚀退、相对稳定四个阶段。(2)现行清8河口湿地变化的主控因素为黄河入海径流量和输沙量,湿地面积与入海水沙量呈显著正相关,植被覆盖与黄河改道、调水调沙等人类活动密切相关。(3)废弃清水沟叶瓣湿地时空变化的主控因素为海洋动力作用下的海岸侵蚀。1996年废弃之后湿地面积随海岸侵蚀加剧而快速减少,同时潮汐不对称导致废弃河道再充填以及海水入侵在一定程度上改变了河道两侧湿地植被的生境,植被覆盖面积总体上逐渐减小。

关键词：湿地演化沉积物输运人类活动海洋动力黄河口

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