长江口九段沙面积估算模型与演变分析

发布时间：2020-08-15 17:15

【摘要】：河口沙洲是重要的湿地资源,对于沙洲面积的估算及其演变一直是人们关心的问题。但由于河口地区复杂的动力因素,海洋测绘难以获取河口沙洲Om线海图基面,并且耗时较长、花费昂贵,现场测量因难度较大也无法实施,由此导致沙洲面积难以有效计算,也制约着沙洲演变分析的深入研究。随着GIS技术发展的推动,借助卫星传感器获得遥感数据,提取其成像时间不同潮位时沙洲的水边线,应用GIS技术辅助计算相应的面积,支撑沙洲Om线面积和形态的计算并进行演变分析,具有一定的理论意义和实用价值。九段沙是长江口最大的沙洲湿地,是上海市重要的后备土地资源,也是国家级自然保护区。在近几十年的自然因素和人为活动的共同作用下,该地区发生了剧烈的变化,通过面积估算模型及Om线确定方法的研究,定量分析大型水利工程前后的演变特征,从而探究九段沙演变趋势及影响。为九段沙保护区的规划利用和管理保护提供重要的科学依据。本文主要的研究结论如下:(1)借鉴海滩平衡剖面模式,收集卫星图片提取九段沙的水边线,研究了中浚站潮位与九段沙洲面积、水深与水边线距离的关系,结合GIS技术快速估算沙洲的最大面积并由趋势分析获得沙洲Om线形态,并与实测数据对比验证方法的有效性。将该方法应用在不同时期的沙洲遥感数据,不仅可以定量分析沙洲整体的演变趋势,还可以进一步分析沙洲剖面上的冲淤特征。(2)对九段沙不同历史时期(自然演变时期、工程干扰时期、调整稳定时期)的定量分析可以得出:从沙洲面积上分析,九段沙整体从1995年到2005年,再至2013年在不断的淤涨,沙洲的面积在不断扩大,从自然演变时期到工程干扰时期,九段沙沙体淤涨4.31km2·a-1,从工程干扰期到冲淤稳定期九段沙淤涨Skm2·a-1;但沙洲局部淤涨又各不相同,江亚南沙在工程干扰期间沙洲迅速壮大,在调整稳定期淤涨缓慢甚至出现侵蚀,上沙一直保持缓慢稳定淤涨,而中下沙面积一直持续淤涨,调整稳定期的淤涨速率甚至超过工程干扰期,由于中下沙所占九段沙面积比重较大,也就使得整体面积淤涨在调整稳定期间更快。从沙洲形态上分析,九段沙整体上在自然演变时期沙体沿径流方向纵向发展,后期在水利工程的干扰下,沙体向西北移动,淤涨方向开始沿深水航道南导堤横向发展;沙洲在局部的冲淤形态也不尽相同,江亚南沙在在工程干扰期间向西北和东南方向淤涨,而后向东北方向淤涨,上沙在工程干扰期间向西北方向淤涨,而后向东北方向淤涨,中下沙一开始向东南方向淤积而后向东北方向淤积。从沙洲的冲淤演变趋势来看,沙洲整体还会继续淤涨,上沙与中下沙会逐渐相接并成一个沙体,随着中下沙整个东侧从东南到东北的潮滩淤积成形,中下沙的淤涨速率可能会变慢,整个九段沙的淤涨速率也可能会因此减缓。本文建立的河口沙洲面积估算模型及提出的Om线确定方法简单、有效,可推广应用到其他河口及海岸沙洲的相关研究中。
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV148;P737.121
【图文】：

图１．１潮滩剖面示意图Ｈ逡逑

沙位于南港河道中间，径流分汊形成南槽和北槽，长江口河道入海形态演变成了逡逑南支与北支、南港与北港、南槽与北槽的三级分汊局面［１Ｇ］。同时，九段沙也是逡逑保存完好、未受围垦影响的湿地，是上海市重要的土地储备资源，如图１．２所示。逡逑因其天然的环境、丰富的动物植物［ｎ］等原生态特征，九段沙先后被列为上海市逡逑湿地自然保护区和国家级自然保护区［１２１逡逑图１．２九段沙实景图逡逑１．１．２研究意义逡逑（１）

式中：／ｌ（Ｘ）表示剖面沿线点的水深，？表示高潮位的水深。逡逑潮流和波浪作用下的潮滩平衡剖面产生了不同的形态，潮流作用下潮滩呈现逡逑上凸的形态，波浪作用下潮滩呈现下凹的形态，如下图１．３所示。逡逑＇逦，，－．ｆ逡逑０．６－逦Ｚ邋ｙ邋／邋－邋－０．２逡逑／／ｙ＇逡逑０．２－逦／，邋ｙ邋－０．４逡逑名邋一逦／ｙｙ逦＂逦＾逡逑－０．２－逦／邋ｙ逦？０．６逡逑－０邋６—逦——潮流作用00．８逡逑￣线性剖面逡逑—－波浪作用下＾逡逑＂＇0逦０．２逦０．４逦０．６逦０．８逦ｉ＇１逡逑ｘ／Ｌ逡逑图１．３潮流与波浪作用下的潮滩平衡剖面形态１８４１逡逑９逡逑

【参考文献】

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1 李晓敏;张杰;马毅;;1974年以来长江口北支沙洲演变过程遥感监测[J];人民长江;2014年21期

2 杨云平;李义天;樊咏阳;;长江口前缘沙洲演变与流域泥沙要素关系[J];长江流域资源与环境;2014年05期

3 杜景龙;杨世伦;陈广平;;30多年来人类活动对长江三角洲前缘滩涂冲淤演变的影响[J];海洋通报;2013年03期

4 丁贤荣;康彦彦;葛小平;李青;张婷婷;;辐射沙脊群条子泥动力地貌演变遥感分析[J];河海大学学报(自然科学版);2011年02期

5 陈炜;李九发;蒋陈娟;李占海;姚弘毅;徐敏;;长江河口九段沙近期冲淤演变过程研究[J];泥沙研究;2011年01期

6 陈可锋;陆培东;王艳红;喻国华;;南黄海辐射沙洲趋势性演变的动力机制分析[J];水科学进展;2010年02期

7 田庆久;王晶晶;杜心栋;;江苏近海岸水深遥感研究[J];遥感学报;2007年03期

8 陈君;王义刚;张忍顺;林祥;;江苏岸外辐射沙脊群东沙稳定性研究[J];海洋工程;2007年01期

9 杨世伦;杜景龙;郜昂;李鹏;李明;赵华云;;近半个世纪长江口九段沙湿地的冲淤演变[J];地理科学;2006年03期

10 谢小平;付碧宏;王兆印;沈焕庭;;基于数字化海图与多时相卫星遥感的长江口九段沙形成演化研究[J];第四纪研究;2006年03期

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1 罗晶;Liverpool湾水沙输运及长期地形演变数值模拟[D];浙江大学;2015年

2 郜昂;基于GIS的长江口九段沙湿地地貌变迁及其机制探讨[D];华东师范大学;2008年

3 杜景龙;基于GIS的大河口冲淤复杂性研究[D];华东师范大学;2006年

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1 李真;基于潮滩高程模型的沙洲冲淤态势研究[D];南京大学;2012年

2 陈秀芝;长江口九段沙湿地盐沼植物群落生态特点研究[D];上海师范大学;2012年

3 路兵;人类活动影响下长江河口变化的遥感研究[D];华东师范大学;2012年

4 张田雷;大型涉水工程对九段沙湿地的冲淤效应研究[D];华东师范大学;2011年

本文编号：2794409