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。

基于潮沟定点观测的潮间带水、沙、盐交换研究——以长江口九段沙一潮沟为例

为研究潮间带和潮下带的水、沙、盐交换,于夏、秋两季在长江口九段沙一典型潮沟的固定点利用OBS-3A和ADP-XR进行了水深、浊度、盐度、流速流向剖面和回声强度观测。结果表明:(1)夏季大潮、冬季中-大潮、冬季小潮的潮周期垂向平均流速分别为26.5、15.9和8.4cm/s,夏、冬季观测到的最大流速分别为84cm/s和35cm/s。(2)夏季盐度变化范围为0.65—4.91,平均盐度2.14;冬季盐度变化范围为3.5—10.3,中-大潮和小潮平均盐度分别为6.26和7.98。(3)高悬沙浓度出现在涨潮初期和部分落潮末期的低水位阶段;涨潮阶段的平均悬沙浓度是落潮阶段的1.11—7.0倍。(4)涨、落潮阶段的水体和盐输运量大体上趋于平衡;(5)无论是冬夏季或大小潮,潮沟在潮周期内的净输沙方向均指向陆,即落潮输沙量小于涨潮输沙量(平均小40%);平均每个潮周期内净输沙量为6102kg,结合潮盆面积推算的潮周期沉积速率为0.0112mm/tide,或8.2mm/a。

基于SPOT遥感影像的九段沙潮沟信息提取及分维研究

以长江口九段沙为研究区,应用灰度形态学提取了九段沙湿地的潮沟信息,并对提取出的潮沟信息分区域采用网格法进行了分维研究,得出了九段沙不同区域潮沟的分维值,并对分维值进行了比较与分析。比较发现,九段沙不同区域的分维值,上沙最大,下沙次之,中沙最小。而在不同区域的不同岸段中,处于上沙北部沿岸的潮沟分维值大于上沙其它地区;处于中沙、下沙西北-东南沿岸的潮沟分维值分别大于中沙、下沙的其它地区。这主要与它们所处地理位置水动力条件不同有关。另外也计算了九段沙南岸与北岸的分维值,发现南岸的分维值要大于北岸,这与其发育时间、水动力条件和长江口深水航道工程等有一定联系。

长江口九段沙近期演变及其对北槽航道回淤的影响

利用现场水文、泥沙以及水下地形观测资料,分析了近期九段沙的冲淤演变过程、机理及其对北槽航道回淤的影响。结果表明,近10年来九段沙总体呈现"长高不长大"的变化特点,即0 m以上高滩淤涨明显,而2 m和5 m中低滩面变化不大。九段沙的淤高使得南导堤的挡沙功能减弱,一定的风浪条件下九段沙滩面相对较高浓度的含沙水体涨潮越堤进入北槽中段,增加了近期北槽航道回淤的泥沙来源。

长江大保护战略下河口滩涂的保护对策研究

针对长江来沙持续减少引起河口滩涂侵蚀日益严峻的现象,提出长江口滩涂保护的重要性;并以九段沙、横沙东滩为研究典型,探讨分析不同定位滩涂宜采取的不同保护对策。结论如下:对于生态保护区滩涂,宜通过改变外围环境实施滩涂保护、促进滩面缓慢淤涨;对于非生态保护区滩涂,可采取积极主动的护滩措施,且可通过工程有目的地培育高-中-低滩有序分布的滩涂基底,在实现滩涂资源稳定的基础上提升滩涂生态品质,增强滩涂区域功能,积极响应长江大保护战略。

长江口九段沙盐沼湿地芦苇和互花米草生物量及碳储量

2010—2012年,采用野外采样和实验室测定相结合的方法,研究了长江口九段沙芦苇、互花米草植被带生物量的季节动态和碳储存能力.结果表明:两种植物生物部分(地上、地下、枯立物生物量之和)的有机碳储量均为秋季最高、春季最低.地上活体互花米草单位面积的平均碳储量(445.81g·m-2)高于芦苇(285.52g·m-2),芦苇枯立物的平均碳储量(203.15g·m-2)低于互花米草(315.28g·m-2),但芦苇区土壤表层(0～30cm)有机碳储量(1048.62g·m-2)约为互花米草区(583.33g·m-2)的2倍.芦苇区的碳储存能力(3212.96g·m-2)总体上高于互花米草区(2730.42g·m-2).表明保护芦苇群落对于维护盐沼湿地的碳汇功能具有重要意义.

基于最大类间方差法和数学形态学的遥感图像潮沟提取方法

潮沟作为潮滩的主要地貌类型之一,以长江口九段沙为研究对象,利用2015年2月15日获取的Landsat 8分辨率为15 m的全色波段遥感数据为数据源,选取了3条发育不同的潮沟。首先利用顶帽变换来消除直接利用最大类间方差法对图像亮度背景不均匀不能准确分割的问题,然后通过最大类间方差法找到一个最佳的阈值使潮沟和背景之间方差最大,得到二值化图像;接着通过形态膨胀对断裂的潮沟进行连接,并用形态去除方法剔除非目标;最后对潮沟进行骨架化提取和去除短枝处理,得到完整的潮沟信息骨架图。采用视觉分析和定量分析对提取的潮沟信息进行精度评价。结果表明,最大类间方差法和数学形态学的结合对潮沟信息提取有较好的效果,平均准确度达到93.0%,遗漏误差和冗余误差分别为7.0%和0.5%。