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地理学报 2021年第9期76卷 2312-2328页

作者：牟奎南宫兆宁邱华昌首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。以黄河三角洲新旧河道为界,划分黄河北岸(Ⅰ区)、南岸东(Ⅱ区)、南岸西(Ⅲ区)为对比研究区,选择1998—2018年5个关键时间节点的遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,定... 详细信息

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。以黄河三角洲新旧河道为界,划分黄河北岸(Ⅰ区)、南岸东(Ⅱ区)、南岸西(Ⅲ区)为对比研究区,选择1998—2018年5个关键时间节点的遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,定量表征了潮沟发育程度的典型形态特征参数,剖析了黄河改道、湿地恢复工程和外来物种入侵等因子对潮沟发育过程的影响,挖掘潮沟网络的时空演变规律。结果表明:(1)潮沟的形态特征具有明显的时空异质性。从1998年黄河改道初期至2004年湿地恢复初期,Ⅰ区各等级潮沟数量大幅减少;由于潮滩淤进和互花米草固滩作用,Ⅱ区潮沟数量、密度、分汊率呈现增长趋势,在2013年互花米草的快速扩张期,潮沟曲率、分汊率明显增大;Ⅲ区潮沟发育的等级、长度、密度最大,等级间的转化频率最高,湿地恢复工程导致低等级潮沟数量、长度明显减少,较强的海洋动力抑制了潮沟曲流的发育。(2)黄河改道和侧弯丁坝建设导致平均归槽长度(OPL)增大,潮沟网络的排水效率减少。互花米草的快速扩张使排水效率增大,OPL不断降低;潮沟发育程度Ⅲ区>Ⅱ区>Ⅰ区。(3)潮沟系统由快速变化青年期整体进入缓慢变化中年期,发育状态趋于动态平衡。研究成果有助于了解大范围潮沟的发育过程及演变机制,为沿岸潮滩开发与利用提供科学的决策支撑。

关键词：潮沟网络形态特征参数时空分异规律发育阶段性黄河三角洲

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1996年以来黄河清水沟沙嘴地貌演变

1996年以来黄河清水沟沙嘴地貌演变

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作者：余建奎鲁东大学

学位级别：硕士

河口三角洲处于陆地、河流和海洋三者相互作用的复杂地带,并受到陆地和海洋之间物质交换的双重作用影响。黄河三角洲清水沟沙嘴清八汊流路是现行黄河入海通道,黄河为三角洲带来了大量的泥沙和径流;清水沟流路在黄河改道后区域海洋动力... 详细信息

河口三角洲处于陆地、河流和海洋三者相互作用的复杂地带,并受到陆地和海洋之间物质交换的双重作用影响。黄河三角洲清水沟沙嘴清八汊流路是现行黄河入海通道,黄河为三角洲带来了大量的泥沙和径流;清水沟流路在黄河改道后区域海洋动力影响增强;叠加全球气候变暖和海平面上升的大背景,以及近些年黄河“枯水少沙”的新情势,还有随之变化的波浪、潮汐、地形地貌等海洋动力的影响,导致黄河三角洲地貌演变更加复杂和不可预测。并且清水沟沙嘴拥有广阔的潮滩,发育有大片的潮沟系统,在湿地围垦、入海水沙量、海洋动力、风暴潮灾害等自然和人为因素共同作用下,潮沟系统敏感多变,这会对沙嘴地貌演变以及湿地保护区造成一定的影响和危害。因此分析清水沟沙嘴岸线和陆地形态的变化趋势以及潮沟网络的发育过程,揭示影响其演变和发育的主要因素,对清水沟沙嘴地区的生态保护具有重要意义,为可持续发展提供数据支撑和决策依据。本文基于1996—2022年黄河三角洲清水沟沙嘴地区的遥感影像数据、海图资料数据以及黄河来水来沙数据,逐年提取了清水沟沙嘴地区的海岸线,运用数字岸线分析系统定量分析了1996年以来清水沟沙嘴岸线和陆地形态的变迁过程,结合黄河流域水沙、降水量、地表气温等数据分析水沙变化、海洋作用、气候因素和人类活动对沙嘴地貌演变的影响。提取了特征年份的潮沟网络,分析其数量和长度的时间和空间变化,并选择潮沟密度、分汊率和曲率定量分析1996年以来清水沟沙嘴潮沟网络的形态变化以及对沙嘴地貌演变的响应。研究得出的主要结论如下:（1）黄河清水沟沙嘴地貌演变具有显著的空间差异性,废弃河口清水沟流路主要受到海洋动力增强的影响而侵蚀后退,平均侵蚀速率为-112.53 m/a,陆地面积年均减少-3.36 km/a。现行河口清八汊流路主要受黄河输沙量以及调水调沙工程的影响而向海淤进,平均淤积速率为150.50 m/a,陆地面积年均增加3.81 km/a。清水沟流路在改道后五年内期间侵蚀速率达到顶峰,年均侵蚀速率达-5.68 km/a,并在2001年后蚀退速率趋于稳定。清八汊流路的地貌变化与黄河的水沙通量有着密切关系,在2001—2005年期间调水调沙工程的实施使得黄河水沙通量达到顶峰此时清八汊流路的淤积速率最大,年均淤积速率达6.80 km/a。（2）清八汊流路西侧在2007年8月黄河向北自然出汊后形成了一个“U”型海湾,海湾内水动力条件较弱,海湾西侧和南侧处于冲淤平衡的状态,东侧处于向海淤进的状态。受黄河水沙通量阶段性变化以及流域调水调沙活动的影响,清八汊流路西侧海湾的发育可分为三个阶段:2007—2013年的快速成长期,2013—2018年的发育稳定期以及2019—2022年的加速成熟期。（3）在1996—2008年期间,黄河入海水沙变化是三角洲地貌冲淤的主要沉积物来源与驱动因素,气候因素中黄河流域降水量和地表温度对清水沟沙嘴地貌冲淤演变的响应较为积极,但此时气候因素对沙嘴地貌演变的影响比重小于黄河水沙通量变化对地貌演变的影响。调水调沙工程能能有效增加清八汊流路的沙嘴面积,对清水沟沙嘴地貌冲淤演变产生积极响应。人工引水量通过作用于黄河水沙通量使得沙嘴侵蚀面积增加。在2009—2021年期间,黄河水沙通量对沙嘴地貌演变的响应减弱。由于黄河的水沙通量已完全成为人为因素主导,黄河流域降水量和地表温度对清水沟沙嘴地貌冲淤演变的影响几乎消失。定期的调水调沙工程,是导致黄河多水少沙和水沙比例下降的主要原因,使得入海沙量与沙嘴面积变化的相关性下降。人工引水量此时与黄河年径流量、输沙量和沙嘴面积变化相关性较低,对清水沟沙嘴地貌演变的响应几乎为零。（4）从空间上看,由于盐沼潮沟多分布于沙嘴西侧,而泥滩潮沟多分布于沙嘴东侧,使得清水沟沙嘴地区潮沟网络的总数量和总长度均呈现由北向南、由东向西逐渐递增的规律。从时间上看,潮沟的数量与长度变化主要与黄河流路变迁有关,其次与黄河水沙通量和调水调沙活动有关。潮沟网络分布具有显著的时空异质性,主要原因是黄河由清水沟改道至清八汊,其次是滩面高程梯度控制潮流产生对滩面的冲刷作用。潮沟的平均数量与长度排序均为黄河南侧区域Ⅲ>黄河东侧区域Ⅱ>黄河北侧区域Ⅰ。（5）黄河清水沟沙嘴地区的潮沟密度在空间上呈自北向南逐渐增加的特征,原因一方面是北侧的潮沟发育时间较短而南侧潮沟网络发育较为成熟,另一方面是海洋动力作用导致南侧潮滩面积快速减少以及人类围垦活动的增加占用了部分潮滩。黄河清水沟沙嘴地区的潮沟曲率变化较小,整体弯曲度较低,潮沟网络整体发育较顺直、稳定。潮沟分汊率与潮沟密度呈具有显著相关性的正比关系,潮沟长度与沙嘴面积变化值呈线性拟合的正比关系,潮沟密度和分汊率与沙嘴面积变化值呈线性拟合的反比关系,潮沟网络的发育与沙嘴地貌的冲淤演变存在相关关系。

关键词：黄河三角洲清水沟沙嘴地貌演变岸线变迁潮沟网络

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黄河三角洲潮沟形态特征时空分布数据集(1998-2018)的研发

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全球变化数据学报（中英文） 2022年第2期6卷 234-240,406-412页

作者：牟奎南宫兆宁邱华昌首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。潮沟形态特征的时空分布具有明显的时空异质性,研究成果对合理构筑沿海工程设施和保护滩涂资源等具有重要的理论意义和科学价值。作者以黄河三角洲为研究区,基于1998-2018... 详细信息

潮沟是陆海生态系统交互作用的主要通道,具有高度的时空动态性。潮沟形态特征的时空分布具有明显的时空异质性,研究成果对合理构筑沿海工程设施和保护滩涂资源等具有重要的理论意义和科学价值。作者以黄河三角洲为研究区,基于1998-2018年20景Landsat TM/OLI卫星数据(云量潮沟网络的精准提取算法提取潮沟,并利用潮沟快速自动分级算法对潮沟进行分级处理后,利用GIS空间分析功能,提取5年研究区潮沟形态特征参数,生成1998-2018年潮沟形态特征时空分布数据集。该数据集包括1998、2004、2008、2013和2018年黄河三角洲的以下数据:(1)潮沟分布数据;(2)潮滩最大分布范围数据;(3)潮沟密度核密度分布数据;(4)潮沟分汊率核密度分布数据;(5)非通道路径长度分布数据。其中,栅格数据的空间分辨率为30 m。数据集存储为.shp和.tif格式,共包含120个数据文件,数据量为81.4 MB(压缩为1个文件,14.8 MB)。

关键词：潮沟网络形态特征参数时空分异规律黄河三角洲长时间序列

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