曲流水电开发背景下青居江心洲形态特征演变

嘉陵江青居曲流水电开发对下游青居江心洲产生了较大影响。为探明江心洲变化特征及其机理,以青居江心洲1977—2023年Landsat历史遥感影像为基础,提取青居水电站运行前后的江心洲矢量边界数据,并结合实地勘测,对江心洲面积、岸线距离变化等指标进行定量分析,并运用M-K趋势统计法,探讨水电开发前后青居江心洲的形态演变特征。结果表明:水电开发之前青居江心洲呈现动态波动变化的特点,总体呈增大趋势;水电运行之后,青居江心洲受到的侵蚀程度逐渐加剧,呈现面积下降、岸线后退趋势,但江心洲不同方位受到的冲淤情况不同。

长江口南北支分流口江心洲动力地貌变化过程研究

地处径潮流汇合处的河口分流口江心洲在河口河势变迁中有着重要作用。本文利用1959-2022年长江北支入口段实测地形数据、长江入海水沙以及南北支分水分沙比等数据,对北支入口段新生江心洲动力地貌变化过程进行分析。研究结果表明:1959-2022年期间新生江心洲地貌演变经历了4个阶段:第一阶段(1959-1997年)北支主流位于崇头一侧,新生江心洲向海门港侧迁移;第二阶段(1997-2008年)崇头侧泥沙淤积,新生江心洲重新迁移至崇头侧;第三阶段(2008-2017年)新生江心洲形状与位置基本达到稳定状态,变化较小,但体积趋于增长态势;第四阶段(2017-2022年)新生江心洲经历冲刷且高程大幅降低,但形状位置没有明显改变。其中新生江心洲位置与形态的变化受白茆沙分流比以及北支主流变化影响较大,但沙洲的高程因洪水事件而出现强冲刷。

闽江江心洲不同生境植物叶功能性状差异及其对土壤特性的响应

基于植物群落叶功能性状的角度研究植物群落与环境的关系有助于探究植物的适生策略。然而,目前关于江心洲植物群落叶功能性状的研究还有待深入探究。基于此,选取8项植物群落叶功能性状指标和9项土壤理化性质指标,探究闽江福州河段5个江心洲3种不同生境类型(洲岸沙滩、洲岸泥滩和洲中央林地)的植物群落叶功能性状与土壤因子特征及其响应机制。结果表明:(1)除土壤温度外,江心洲不同生境的其余8个土壤理化因子存在显著差异。(2)江心洲不同生境的植物群落叶功能性状存在显著差异。在灌木层上,洲中央林地的叶面积(80.935 cm^(2))显著高于洲岸泥滩(31.685 cm^(2))和洲岸沙滩(14.280 cm^(2));在草本层上,洲中央林地的比叶面积(535.684 cm^(2)/g)显著高于洲岸沙滩(384.974 cm^(2)/g);然而,在乔木层上,不同生境的植物群落叶功能性状无显著性差异。(3)影响江心洲不同生境植物群落叶功能性状的主要土壤因子不尽相同,洲岸沙滩为土壤温度,洲岸泥滩为土壤含水量、土壤全碳含量和土壤容重,洲中央林地为土壤容重和土壤含水量。研究发现,与相对远离闽江的洲中央林地相比,河流水动力和潮汐的干扰导致洲岸沙滩和洲岸泥滩的生境发生变化,植物群落通过调整资源分配利用的适生策略,权衡功能性状组合以适应环境的变化。

南京江心洲水环境问题诊断与提升对策

在严格落实长江大保护基础上,平衡经济发展与环境保护的关系,尤其是水生态环境,是实现长江洲岛高质量发展的关键所在。文章以南京江心洲为例,通过现场调研、水质分析等方法,解析岛内水环境突出问题为建设期控源截污不到位、水系划分不合理、水动力弱、水体自净功能差、缺少智慧管理等,提出通过控源截污、水源提质、动力调控、生态修复、智慧运管系统建设等措施构建水环境综合治理体系,并分为开发前期基础设施建设、开发建设、建成运管3个阶段分期实施,最终稳定提升江心洲水环境品质,打造人水和谐的生态宜居环境,促进水生态文明建设。

长江中游武汉河段江心洲的差异化冲刷规律

近20 a长江中游分汊河段的江心洲经历了冲刷并发生蚀退,但对微弯河段和顺直河段的江心洲差异化冲刷尚未有清晰认识。选取长江中游武汉河段的白沙洲和天兴洲作为研究对象,采用遥感影像、水文资料及野外调查,分析了白沙洲与天兴洲形态变化及差异化冲刷的原因。结果表明:1989—2020年,白沙洲洲体萎缩将近43.83%,天兴洲洲头浅滩变化较大,整体出露面积相对稳定;白沙洲与天兴洲的归一化植被指数(NDVI)整体较小,洲体植被覆盖空间差异性减小;这2个江心洲枯水期出露面积的变化主要体现在洲头浅滩;位于顺直河段的白沙洲洲头及侧向洲体遭遇冲刷,左侧洲体出现窝崩现象,其主要原因是白沙洲大桥桥墩的壅水与阻流作用;位于微弯河段的天兴洲自三峡工程蓄水后洲头遭受冲刷,2004年洲头守护工程实施和人工抛石有效地抑制了冲刷并实现了促淤作用。因此,江心洲的冲刷差异性主要体现在河段形态、主支汊相对位置和有无守护工程。

闽江福州河段江心洲优势草本植物生态位、种间联结及其与土壤因子的关系

以闽江福州河段下游5个江心洲的草本植物为研究对象,采用生态位测定、χ^(2)检验、方差比率、联结系数、Pearson相关检验、Spearman秩相关系数、M.Godron群落稳定性测定、冗余分析(RDA)的方法,对17种优势草本生态位、种间联结、群落稳定性、优势植物与土壤因子的关系进行探究。结果表明:81个样方共记录69种草本植物,生态位宽度排名前三的为水蓼(Persicaria hydropiper)、鸭跖草(Commelina communis)、白花鬼针草(Bidens pilosa),其中,白花鬼针草重要值最大。Pianka指数及Schoener指数小于0.5的种对数占总种对数的比例分别为80.15%、88.97%,表明大部分物种间的生态位重叠程度和生态位相似性较低,种间竞争不激烈。优势种与土壤因子的冗余分析显示,前两个排序轴对17个优势种的贡献率分别为26.76%、38.46%,两轴累计贡献率达到65.22%。土壤温度及全碳质量分数是对江心洲草本植物优势种分布及生态位影响较大的环境因子。闽江流域福州段江心洲草本植物优势种间总体联结性表现为显著正联结,多数物种间联结性较强。M.Godron分析可知,平滑曲线方程y=-11.25x^(2)+21.27x+88.37与直线方程y=100-x的交点坐标为(31.33,69.18),离稳定点较近,江心洲草本植物群落相对稳定。闽江福州河段江心洲草本层处于演替中期阶段,物种间的竞争较为缓和,适当清除白花鬼针草以维持各物种平衡,合理调整物种组成,可提高群落稳定性。

分汊河流江心洲洲头冲淤概化模型

分汊河流的江心洲洲头是分汊河段分水分沙和泥沙冲淤的动态区域,其冲淤过程受来水来沙和地形条件变化呈现冲淤交替。通过几何概化洲头的浅滩逆坡和侧向顺坡,考虑逆坡促淤和顺坡分沙作用,建立洲头浅滩的推移质冲淤的概化模型,推导洲头由淤积转向冲刷的临界流量表达式。上游来流量增加,洲头淤积速率先增加到最大值后逐渐减少,直至达到临界流量,再转向冲刷。洲头淤积速率与上游水面纵比降和床沙粒径成正比,与浅滩逆坡、侧向水面比降与顺坡成反比。若其他条件相同,洲头浅滩形状越不对称和上游来沙量越小,越有利于冲刷。模型预测武汉河段天兴洲的临界流量范围与水文观测值较为接近,对其出现超过某个大临界流量仍出现淤积的特殊性,给出的新解释是天兴洲洲头的整治工程使得在大流量条件下洲头抵抗冲刷和阻挡作用促进泥沙淤积。

近30年湘江中下游典型江心洲演变规律

湘江中下游为典型的分汊河道,现有15个江心洲,江心洲发育与稳定性对河道演变与航道运行具有重要意义。选取衡阳水文站1953-2014年和湘潭水文站1952-2014年实测逐日水沙数据,1987、1995、2002和2015年6个典型江心洲的遥感影像,以及香炉洲和冯家洲分别于1983、1988和2008年的水上水下地形数据,分析了近30年湘江中下游的年际与年内水沙变化,江心洲的面积变化,以及洲头和洲尾的泥沙淤积。湘江下游年径流量变化幅度较小,但1970年代以来输沙量不断减小。湘江来沙集中于汛期,且汛、枯期输沙量有较大差异。1983-1995年江心洲处于发育阶段,洲体的面积与体积持续增加。1995年之后由于上游水库群修建,江心洲出现大幅度的面积萎缩。近20年湘江中下游的江心洲处于不断地冲刷萎缩中,需要采取人工护岸以保护江心洲湿地和维持航道稳定。

南京江心洲鸟类群落特征

2004～2006年,分冬夏两季对南京江心洲4种典型生境(居民区、农田区、林区及湿地区)的鸟类资源进行了调查。共记录鸟类67种,隶属10目25科。对冬夏两季不同生境中鸟类群落的密度、现存生物量、多样性指数、均匀度、优势度的对比研究表明,冬季鸟类密度、物种多样性和均匀度均高于夏季,而优势度、现存生物量则夏季高于冬季。在不同生境中,林区鸟类密度、多样性指数最高;居民区优势度最高;均匀度指数冬季林区最高,夏季居民区最高。

乡村旅游就业效应的社区居民感知研究——以南京市江心洲为例

农村劳动力就业问题始终是"三农问题"的焦点。近年来,随着乡村旅游的异军突起,乡村旅游已成为农村经济发展的亮点和解决农村居民就业的重要途径。有鉴于此,以南京市首批国家农业旅游示范点——江心洲为例,基于居民感知的视角,重点从农村居民就业机会、就业环境、就业观念、就业满意度以及就业意愿等方面对乡村旅游发展的就业效应进行了实证分析。结果表明:乡村旅游的发展对农村居民就业具有较强的促进作用。最后,结合调查中发现的问题,对如何进一步发挥乡村旅游的就业效应提出了若干对策建议。

江心洲头部冲淤动力临界特性

不同流量级下,分汊河段进口主流摆动导致江心洲头部的平面冲淤分布呈现出复杂变化特征。为探究江心洲头部冲淤与来流过程之间的响应关系,借助长江中下游多个分汊河段内水沙、地形资料,对江心洲头部水动力特征实施了数值模拟,并对不同流量级下的河床变形强度进行综合比较。研究表明:江心洲头部低滩的冲淤动力随着流量涨落呈现出明显的临界特性,冲淤过程中存在大、小两个临界流量Q1与Q2,在介于两个临界流量之间的流量级持续作用下,洲头低滩发生冲刷;流量大于Q1或小于Q2时,洲头低滩表现为淤积。由于不同流量级造成的冲淤效果不同,因而水文过程中各级流量的持续时间,是影响洲头低滩年内、年际变形的主要因素。

江心洲平衡形态水动力条件的理论分析

江心洲在何种水动力条件下具有稳定的形态一直是河床演变学中的核心问题,采用河道形态变分分析方法,综合分析分汊型河流在水流连续方程、阻力方程、推移质输沙方程和总流能量方程控制下的自动调整机理。以长江中下游两汊不对称的江心洲为研究对象,将其形态概化为规则的等腰三角形,详细数理分析发现,主汊的分沙比大于分流比是这类江心洲达到平衡的必要条件。当分汊河道达到平衡状态时,江心洲的形态会随着汊道间水沙分配比例的调整而变化,且分流比与分沙比越接近,江心洲越窄长。另外,利用长江中游监利汊道的实测水沙资料对理论分析进行验证,结果表明,江心洲形态的理论计算值与相应的实测值符合程度较好,相对误差为9.0%左右。

长江中下游护岸工程段崩岸原因分析——以彭兴洲—江心洲段为例

长江中下游河道中护岸工程段崩岸频发,带来了严重的工程失效问题,在很大程度上影响着长江沿岸防洪抗汛、稳定航道等功能,这一问题亟待解决。为探究长江中下游护岸工程段崩岸的主要原因,以彭兴洲—江心洲护岸段崩岸为例,基于现场调研资料,对可能导致其崩岸的各个因素展开理论分析,分析认为深泓贴岸淘刷加剧、岸坡土质抗冲性较差是造成该工程段崩岸的主要原因,故而提出以"扩大守护范围,稳固护岸岸脚,平顺岸线"为后续护岸工程加固的原则。

江心洲型船闸通航安全问题及改善措施研究

船闸布置在江心洲上后,由于相邻建筑物的动水作用及两汊水流在洲尾的交汇,将会影响船闸的通航安全。为研究江心洲型船闸下游的船舶航行问题,探讨有效的改善措施,结合澧水艳洲枢纽、沅水桃源枢纽布置的共同特点,在物理模型基础上利用船舶模型试验分析船闸下游影响航行安全的因素,研究采取针对性措施后航行条件的改善效果。结果表明:布置隔流堤、导流墩等辅助建筑物只能解决下游靠近引航道出口部分航段的通航问题;综合采用拓宽航槽、优化航线、合理调度、优化船闸布置等措施,可有效减小船体漂移,优化航行环境,保障船舶通航安全。

赣江南昌段江心洲沉积特征

通过赣江南昌段一江心洲的实地考察,分析了江心洲不同部位沉积物特征、落淤层发育特征、江心洲发育过程。江心洲头部水动力最强,沉积物较粗,连续性最好;侧翼也以粗粒沉积物为主,但含有大量泥砾;顶部和尾部发育横向连续的落淤层。落淤层易板结,边缘龟裂,被河水打碎搬运。保留下来的落淤层分布局限,头部和侧翼均不易保存,顶部和尾部保存较好。另外,保存下来的落淤层近于水平,对非均质性的影响主要为垂向的,侧向连通性好。

基于变异系数法的马鞍山江心洲生态敏感性定量研究

在城市跨江发展背景下,江心洲成为滨水城市有机更新战略增长点,它作为城市与自然紧密相融的生态区域,是保障沿江生态安全的重要屏障。以典型区域马鞍山江心洲为例,依据其生态数据,从地形、水体、植被、人类活动4个方面选取高程、坡度、坡向、水域缓冲、植被覆盖度、土地利用类型及道路缓冲7个因子构建江心洲生态敏感性评价指标体系。在常用主观赋权法与客观赋权法比较后,选取变异系数法结合层次分析法共同确定各指标因子的权重,可以较为全面地反映评价指标的相对重要程度,使基于ArcGIS空间分析的江心洲生态敏感性划分更科学。研究结果表明(1)江心洲生态敏感性总体较高,其中坡度数据在研究区敏感性分布中不稳定,变异系数达0.9402,异质性程度较高,对于内部生态结构的影响更大,因此对坡度变化明显的地区应加强生态保护和修复;(2)基于变异系数法的主客观综合赋权后各因子权重的重要性排序为植被覆盖度、水域缓冲区、土地利用类型、坡度、高程、坡向、道路缓冲区,因子排序所表征出的环境问题与现状契合;(3)在此分析基础上,将研究区域划分为5个级别:生态高敏感区、生态较高敏感区、生态中敏感区、较低敏感区以及生态不敏感区,并对不同的生态敏感性区域提出了相应的环境保护与规划用地策略,以促进马鞍山江心洲生态保护和有机更新。

基于绿道理论的江河洲岛滨江景观重构策略——以南京江心洲为例

以产业转型中的江苏省南京市江心洲为例,结合江河洲岛滨江空间的共性特征,细致分析和梳理洲岛滨江空间的生态本底和构筑物现状,确立景观重构目标。并在引入绿道理论的基础上,从生态修复、文脉延续和活动空间营造等功能需求出发提炼出"两带、一道"的滨江景观空间策略。在强调生态和人居环境整合的基础上,针对不同空间类型提供详细构建措施。以期为城市化中的众多江河洲岛滨江空间建设提供理论基础和实践指导。

城市江河洲岛绿色基础设施建构策略——以南京江心洲为例

随着曾经以农业生产为主要功能的江河洲岛成为城市建设和发展的新增长点,诸多洲岛面临城市化扩张和产业结构调整。分析了国内城市江河洲岛普遍状况和存在问题,并试图通过引入绿色基础设施(GI)理论和策略用于江河洲岛绿色空间的重组过程中。以产业转型中的南京江心洲为案例,结合长江流域江河洲岛的共性和对洲内外生态本底定性定量的分析,提出构建两核一环、点链结合的GI总体策略,并就GI实现的关键性途径进行了详细阐述,以期为当今城市化背景下的众多江河洲岛探索一条可持续发展之道。

湘江长沙综合枢纽下游河段典型江心洲演变规律

长沙综合枢纽建成后,对湘江下游分汊河段江心洲演变产生较大影响。选取该河段3个具有代表性的江心洲(甄皮洲、萝卜洲和沙坪洲),通过Landsat遥感影像和1983、2008和2015年江心洲河段的实测地形数据,以及湘潭站多年实测水沙数据,分析近30余年河段内江心洲演变过程及主要影响因素。结果表明:径流量年际变化较小且年内分配趋于稳定,年输沙量呈现周期性波动下降的趋势,1990年代枯水期输沙量相比1980年代同期有所增加。1984-1994年期间,江心洲处于自然发育状态,面积和体积都有所增加,1994-2005年,3个江心洲也均有不同程度的增大。至2009年,江心洲面积继续扩大。2012年后由于长沙综合枢纽的建成运行,下游河段江心洲进一步萎缩。

弯曲分汊河段江心洲稳定性试验研究

江心洲的稳定完整是保障长江航道畅通、解决浅滩碍航问题的重要条件。在前人研究的基础上,以长江中游窑监河段为依托进行概化水槽试验,对弯曲分汊河段右汊为主、左汊为主、左右汊平衡3种洲滩形式进行研究。结果表明:流量一定,水深越小,洲头冲刷越严重,洲头向左岸移动幅度越大;水深一定时,流量越大,洲头冲刷越严重,洲头向左岸移动幅度越大。洲尾则主要是处于淤积状态,流量一定,水深减小则洲尾淤积越严重;水深一定,随着流量的增加,洲尾淤积越严重。3种洲滩形式下,江心洲的稳定性从高到低依次为:右汊为主、左汊为主、左右汊平衡时期。