基于GIS和RS的苏北废黄河三角洲海岸演变研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
海岸带是陆地与海洋相互交接的特殊地带,具有丰富的资源禀赋与优越的自然条件,是人类赖以生存和发展的重要栖息地,也是现代经济社会和文化发展的前沿基地。海岸带区域岸线变迁及水下地形的冲淤演变,将会直接改变潮间带的滩涂资源量和海岸带生态环境,引起海岸带诸多资源与生态过程的改变,对人类的生存环境、国民经济建设发展等产生重要的影响作用,历来受到世界的广泛关注。因此,加强海岸的演变研究对于了解海岸带生态环境变化,服务沿海地区经济社会发展乃至全球变化的研究均具有重要的现实意义。
     本文以多期地形图、海图,多时相卫星遥感影像数据以及多年实测数据为主要数据源,将地理信息系统(GIS)、RS和数字高程模型(DEM)应用于废黄河三角洲岸线变迁及水下地形冲淤演变分析中,建立了区域海岸线和水下地形数据库,通过不同时期岸线和水下地形数据的叠加,获得了岸线变化及水下地形冲淤变化的定量化信息。
     研究结果表明:
     (1)自春秋以来,废黄河三角洲海岸线经历了由快速向海方向推进转而又向陆侵蚀内移并逐渐趋于稳定的过程。春秋至北宋(公元1111年)间岸线整体保持顺直,长度变化不大;其后大致以1890年为界,1330—1890年间岸线长度整体保持增长态势(1760年统计时包含了河口外沙洲岸线),1890—1958年由于受到黄河北归的影响,岸线长度逐渐减小。
     (2)自1970年代以来,废黄河三角洲不同岸段海岸线的时空变化特征相对比较复杂。中山河口至扁担河口岸段是废黄河三角洲海岸的主要侵蚀区,但侵蚀强度逐渐减弱。废黄河口地区分别于1967—1981年、1986—1996年和1998—2008年三个时段进行了保滩护岸工程,河口尖护岸工程对附近海岸起到了屏障作用,1995年以后该段海岸侵蚀速率明显减缓。整个侵蚀区不同部位的蚀退速率有差异,废黄河口北部蚀退速率小于河口南部。扁担河口以南则呈蚀淤交替的态势,可能受1986年在射阳河口以北栽种互花米草的影响所致。
     (3)1930-47至1979年废黄河水下三角洲全区以侵蚀为主,沿岸、废黄河尖北部以及外海大致-18m以深区域淤积显著。整个区域净冲淤量为-44.2×108m3,年均净冲淤速率为-1.105×1081m3,年均冲淤厚度约为-1.06cm/a。
     (4)滨海港区域1989—1994年间除废黄河口北部沿岸和外海东南部微弱淤积外,绝大部分呈冲刷状态。至2007年废黄河尖外部海域已冲刷出一宽度>lkm、水深>-15m的冲刷深槽,方向大致与等深线平行。
     (5)水下地形冲淤结合水深断面的分析表明,除中山河口北侧断面外,废黄河水下三角洲水下岸坡侵蚀形态均表现为下凹形,侵蚀下限大致在-12m--15m水深部位,可能指示了波浪作用的最大下限在-15m水深左右。结合各断面各水深部位的冲淤速率分析,侵蚀强度最大的部位约在-3m--12m之间。以废黄河口为界,北部各断面水下平原部分以冲刷为主,而南部各断面则以淤积为主。
     由于目前尚无覆盖全区范围的晚于1979年的实测水深资料,而重复测量资料也仅限于局部,因此尚难以总结出近期全区整体的水下地形冲淤演变动态。
The coastal zone, located at the area of land and sea interactions with rich resources endowment and favorable natural conditions, is an important habitat for human survival and development, it is also the forward base of social economic development and modernization, as well as the civilization. Coastline and coastal morphological erosion or deposition will directly impact the coastal resources amount and ecological environment, as a result, it will significantly impact on the human living conditions, economic construction etc. Thus, the problems have attracted worldwide attention. Therefore, to strengthen the study on coastal evolution has an important practical significance for understanding the coastal eco-environmental changes, serving the economic and social development as well as global changes in coastal areas.
     Based on the regional topographic maps, charts, multi-temporal satellite remote sensing images and annual measurement data,a geodatabase of coastlines and subaqueous reliefs was established by geographic information system(GIS), RS, digital elevation model(DEM). Quantitative information of shoreline and the underwater terrain changes was calculated by using the superposition of different periods of shoreline and underwater terrain data.
     The results are shown as follows:
     1. Since the Spring and Autumn Period, the coastline of the abandoned Yellow RiverDelta has experienced a process of promoting the transfomation of rapid progradation to retreat and gradually stabilized. The shoreline kept straight and had little length change from the Spring and Autumn Period to the Northern Song Dynasty (1111A.D.) as a whole:roughly to1890A.D.for the sector in the remaining years, the overall growth momentum was maintained(1760A.D. with sandbar shoreline) from1330A.D. to1890A.D., however, due to the north migration of the Yellow River, the length of coastline gradually reduced from1890A.D. to1958.
     2. Since the1970s, the abandoned Yellow River Delta coastline has experienced more complex spatial and temporal variation.The main eroded area is located within the range from Zhongshan River mouth to Biandan River mouth, while the erosion intensity has gradually weakened. Coastal protection projects were implemented separately inl967-1981,1986-1996and1998-2008at the Abandoned Yellow River mouth. Revetment projects at the tip of the mouth played a role of protective barrier for the near coastline, as a result, the rate of erosion in this section had significantly slowed down since1995. Retrogradation rate varied in different parts in the whole eroded area, which is showed that the north of the Abandoned Yellow River mouth is lower than the southern. Possibly beening affected by the planting of alterniflora in the north part of Sheyang River mouth in1986, the south area of Biandan River mouth showed a trend of erosion and siltation alternatively.
     3. The entire region of the abandoned Yellow River subaqueous delta was scouring dominated from1930-47to1979. while the coastal areas, north of the the abandoned Yellow River tip as well as roughly-18m deep off the coast demonstiated evident siltation. The net erosion and deposition of the entire region was-44.2×108m3, averaging-1.105×108m3per year, and the average annual scouring and silting thickness was about-1.06cm/a.
     4. Except the north shore of the abandoned Yellow River mouth and along the north shore and the part off the coast of southeast were in weak deposition in Binhai Port from1989to1994, the vast majority was scouring. Till2007, the offshore waters in the abandoned Yellow River Tip has carved out a scouring groove with1km wide, deeper than-15m, of which the direction generally parallels to the isobath.
     5. The evolution of scouring and silting of the underwater terrain, combined with analysis of the depth sections shows that all the offshore slopes of the abandoned Yellow River subaqueous delta present up-convex erosion shape except the north Zhongshan estuary section.The lower limits of erosion are roughly at-12m~-15m depth, which may indicate that the lower limit of wave action is at about-15m water depth. Combined with the analysis of the erosion and deposition rate in each depth site, the place with the greatest erosion intensity is in about-3 meters to-12meters between. Setting the abandoned Yellow River mouth as borderline, the underwater plains of northern sections are mostly erosion based, while the southern section are depositing.
     There is no measured deptn data late in1979covering for the whole region, and repeated measurement data is limited to local, theverfore, it is still difficult to sum up the recent overall deposition and erosion evolution dynamics of underwater terrain for the whole region.
引文
*江苏滨海节点总体规划,中国科学院地理科学与资源研究所区域与城市规划设计研究中心2007
    BOAK E H, TURNER I L. Shoreline definition and detection:a review [J]. Journal of Coastal Research,2005,21(4):688-703.
    HUNG P Y, SHEN S M, CHEN P H. Interpreting shorelines on the large-scale orthogonals, a case study of the sand-gravel beaches,Taitung[J]. Journal of Geographical Research,2006, 44:89-105.
    Marghany M M. TOPSAR wave spect ra model and coastal erosion detection[J]. International Journal of Applied Eart h Observation and Geoformation,2001,3(4):357-365.
    White K, El Asmara H M. Monitoring changing position of coastlines using t hematic map per imagery, an example from the Nile Delta [J]. Geomorphology,1999,29 (122):93-105.
    Zhou R Z, Xu G W, Li X G. Introduction, Acclimation, and Uses of Spartina alterniflora Loisel Along the Chinese Coastline, Proceedings of International Symposium on the Coastal Zone. Beijing:China Ocean Press,1988,136-141.
    蔡则健,吴曙亮.江苏海岸线演变趋势遥感分析[J].国土资源遥感,2002,(3):19-23.
    蔡明理,王颖.黄河三角洲发育演变及对渤、黄海的影响[M].河海大学出版社,1999,1-215.
    常军,刘高焕,刘庆生.黄河三角洲海岸线遥感动态监[J].地球信息科学,2004,6(1):94-98.
    陈洪全.废黄河三角洲区域可持续发展的战略选择[J].海洋科学,2006,30(2):47-52.
    陈洪全,张忍顺.废黄河三角洲生态修复设想[J].生态学杂志,2006,25(1):70-73.
    陈吉余.历史时期的海岸变迁.见:中国自然地理编辑委员会编《中国自然地理》(历史自然地理)[M].北京:科学出版社,1982,232-234.
    陈吉余,沈焕庭,徐海根.三峡工程对长江河口盐水入侵和侵蚀堆积过程影响的初步分析[C]:[长江三峡工程对生态与环境影响及其对策研究论文集].北京:科学出版社,1987:350-368.
    陈可锋.黄河北归后江苏海岸带陆海相互作用过程研究[D].南京:南京水利科学研究院,2008,1-168.
    陈乐平.江苏省海岸线演变及地质灾害遥感分析[J].国土资源遥感,1992,(4):12-20.
    陈沈良,张国安,陈小英,等.黄河三角洲飞雁滩海岸的侵蚀及机理[J].海洋地质与第四纪地质,2005,25(3):9-14.
    陈沈良,张国安,谷国传.黄河三角洲海岸强侵蚀机理及治理对策[J].水利学报,2004(7):1-13.
    陈希祥,等.江苏省徐淮地区第四纪地质[M].北京:海洋出版社,1988.
    陈希祥,缪锦洋,宋育勤.淮河三角洲的初步研究[J].海洋科学,1983,(4):10-13.
    陈希祥,王祥,董洪信.江苏中部黄海岸带侵、淤与防护[J].地质灾害与环境保护,2006,17(3):17-22
    陈志清.历史时期黄河下游的淤积、决口改道及其与人类活动的关系[J].地理科学进展,2001,20(1):44-50.
    崔步礼,常学礼,陈雅琳,等.黄河口海岸线遥感动态监测[J].测绘科学,2007,32(3):108-110.
    杜丽琼.近30年来江苏侵蚀海岸演变研究[D].南京:南京大学,2011.
    高抒.废黄河口海岸侵蚀与对策[J].海岸工程,1989,8(1):37-42.
    国家海洋局科技司,辽宁省海洋局.海洋大词典[M].沈阳:辽宁出版社,1998,187-217.
    郭瑞祥.江苏海岸历史演变[J].江苏水利科技.1980.
    哈长伟.江苏淤泥质海岸侵蚀与沉积特征研究[D].上海:华东师范大学,2009,1-73.
    韩景瑞,王世溪.黄河三角洲海岸线蚀退原因及对策[J].石油工程建设,2002,28(4):13-15.
    韩昭庆.荒漠水系三角洲一中国环境史的区域研究[M].上海科学技术文献出版社,2010,251-264.
    黄海军,李成治,郭建军.卫星影像在黄河三角洲岸线变化研究中的应用[J].海洋地质与第四纪地质,1994,14(2):29-37.
    黄河防洪志编纂委员会.黄河防洪志[M].河南人民出版社,1991,p.36.
    《黄河水利史述要》编写组.黄河水利史述要[M].黄河水利出版社,2003,254-369.
    黄河水利委员会水利科学研究所.废黄河尾闾的历史演变及规律问题[J].1978.
    黄以柱.黄河故道区域土地资源开发利用研究[J].自然杂志,1995,17(4):211-215.
    季予修,蒋自巽,朱季文,等.海平面上升对长江三角洲和苏北滨海平原海岸侵蚀的可能影响[J].地理学报,1993,48(6):516-526.
    姜义,李建芬,康慧,等.渤海湾西岸近百年来海岸线变迁遥感分析[J].国土资源遥感,2003:4:54-59.
    李高金.黄河南徙对徐淮地区生态和社会经济环境影响研究[D].徐州:中国矿业大学,2010,1-115.
    李广雪,杨子赓,刘勇.中国东部海域海底沉积物成因环境图[M].北京:科学出版社,2005.
    李元芳.废黄河三角洲的演变[J].地理研究,1991,10(4):29-39.
    联合国经社理事会海洋经济处.海岸带管理与开发[M].北京:海洋出版社,1988,pp.109.
    廖高明.高邮湖的形成和发展[J].地理学报,1992,47(2):139-145.
    凌申.全新世以来硕项湖地区的海陆演变[J].海洋通报,2003,22(4):48-54.
    凌申.全新世以来里下河地区古地理演变[J].地理科学,2001,21(5):474-479.
    凌申.射阳湖历史变迁研究[J].湖泊科学,1993,5(3):225-133.
    凌申.黄河南徙与苏北海岸线的变迁[J].海洋科学,1988,(5):54-58.
    凌申.全新世以来苏北平原古地理环境演变[J].黄渤海海洋,1990,8(4):20-28.
    凌申.苏北全新世海进与古砂堤研究[J].台湾海峡,1994,13(4):338-345.
    凌申.射阳湖历史变迁研究[J].湖泊科学,1993(3):225-233.
    刘玮祎,楼飞,虞志英.灌河河口河道冲淤演变及航道自然条件分析[J].海岸工程,2006,25(3):14-21.
    刘芸辰.废黄河流域滩地资源可持续利用评价研究[D].南京:河海大学,2006,1-75.
    陆勤,陈沈良.废黄河三角洲海域表层沉积物分布特征[J].上海国土资源,2011,32(1):14-19.
    潘凤英.历史时期射阳湖的变迁及其成因探讨[J].湖泊科学,1989(1):45-50.
    彭安玉.试论黄河夺淮及其对苏北的负面影响[J].江苏社会科学,1997(1):121-126.
    任美锷,许廷官,朱季文.江苏省海岸带和海涂资源综合调查(报告)[R].北京:海洋出版社,1986,p.105.
    任美锷,曾昭璇,崔功豪,等.中国的三大三角洲[M].北京:高等教育出版社,1994.76-128.
    史同广.黄海西岸胶州湾至海州湾段全新世海岸变迁[J].曲阜师范大学学报,1997,23(2):107-110.
    水利部管理局.沂沭泗河道志[M].中国水利水电出版社,1996,1-303.
    孙家淞,周长振.南黄海全新世旧黄河水下三角洲的初步研究[J].海洋地质与第四纪地质,1984,4(3):57-67.
    孙清,张玉淑,胡恩和,等.海平面上升对长江三角洲地区的影响评价研究[J].长江流域资源与环境,1997,6(1):58-64.
    万延森.苏北古黄河三角洲的演变[J].海洋与湖沼,1989,20(1):66-74.
    王宝灿,金庆祥,周月琴,等.黄海中部海岸岸滩演变的趋势[J].华东师大学报(自然科学 版),1980,(2):81-92.
    王琳,徐涵秋,李胜.厦门岛及其邻域海岸线变化的遥感动态监测[J].遥感技术与应用,2005,20(4):404-410.
    王庆,李道季,孟庆海,陈吉余.黄河夺淮期间淮河入海河口动力、地貌与演变机制[J].海洋与湖沼,1999,30(6):751-757.
    王素芬,刘法贞.黄河故道资源的开发利用[J].资源开发,2006(1):67-68.
    王文海.我国海岸侵蚀原因及其对策[J].海洋开发,1987,(1):8-12.
    王艳红.废黄河三角洲海岸侵蚀过程中的变异特征及整体防护研究[D].南京:南京师范大学,2006,1-133.
    王颖,吴小根.海平面上升与海滩侵蚀[J].地理学报,1995,50(2):118-127.
    王颖,张振克,朱大奎,杨兢红,等.河海交互作用与苏北平原成因[J].第四纪研究,2006,.26(3):301-320.
    王涌泉.《黄河下游洪峰不平衡输沙》[C].黄河泥沙研究成果学术讨论会论文,1979.
    吴必虎.黄河夺淮后里下河平原河湖地貌的变迁[J].扬州师院学报,1988(1):132-137.
    吴必虎.历史时期苏北平原地理系统研究[M].上海:华东师范大学出版社,1996.
    吴君勉.古今治河图说[M].水利委员会出版.1942.
    吴泉源,侯志华,姜春玲,等.龙口市20年间海岸带变化的遥感监测[J].地球信息科学,2007,9(2):106-112.
    夏东兴,王文海,武桂秋,等.中国海岸侵蚀述要[J].地理学报,1993,48(5):468-476.
    徐近之.黄淮平原气候历史记载的初步整理[J].地理学报,1955,21(2):181-190.
    薛春汀.7000年来渤海西岸、南岸海岸线变迁[J].地理科学,2009,29(2):217-222.
    薛春汀,刘健,孔祥淮.1128—1855年黄河下游河道变迁及其对中国东部海域的影响[J].海洋地质与第四纪地质,2011,31(5):25-36.
    薛芳,胡金叶,张子峰.浅析黄河三角洲海岸侵蚀现状与生态保护对策[J].山东环境,2003,6(118):pp.39.
    严长安.基于RS和GIS的江苏省沿海滩涂资源研究[D].扬州:扬州大学,2010,1-47.
    杨达源,张建军,李徐生.黄河南徙、海平面变化与江苏中部的海岸线变迁[J].第四纪研究,1999(3):19-20.
    杨怀仁,王建.黄河三角洲地区第四纪海进与岸线变迁[J].海洋地质与第四纪地质,1990, 10(3):1-14.
    杨伟,陈沈良,陈小英,张肠.现代黄河三角洲河口段海岸线演变特征[J].人民黄河,2010,32(10):14-20.
    杨子赓.南黄海陆架晚更新世以来的沉积及环境[J].海洋地质与第四纪地质,1985,5(4):1-19.
    叶青超.试论苏北废黄河三角洲的发育[J].地理学报,1986,41(2):112-122.
    叶正伟,朱国传,陈良.苏北废黄河资源现状与利用模式探讨[J].江苏农业科学,2003,(6):117-120.
    尹明泉,李采.黄河三角洲河口段海岸线动态及演变预测[J].海洋地质与第四纪地质,2006,26(6):36-39.
    印萍,夏东兴,胡泽建.沙子口湾海岸侵蚀原因及防治对策研究[J].黄渤海海洋,1998,16(1):7-14.
    喻国华.云台山以南将子口以北海岸地貌及水文泥沙特征[C],江苏省海岸带、海涂资源综合考察及综合开发利用学术论文选编(第四集),1986,227-238.
    虞志英,陈德昌,金谬.江苏北部旧黄河水下三角洲的形成及其侵蚀改造[J].海洋学报,1986,8(2):197-206.
    虞志英,樊社军,金缪.江苏北部废黄河口水下三角洲稳定性和深水港建设[J].地理学报(Supplement),1998, (53):158-166.
    张国安,金鏐,包四林,等.波流共同作用下废黄河河口水下三角洲地形演变预测模式[J].海洋与湖沼,2002,33(6):583-590.
    虞志英,张勇,金谬.江苏北部开敞淤泥质海岸的侵蚀过程及防护[J].地理学报,1994,49(2):149-157.
    袁西龙,孙芳林,董洪.黄河三角洲海岸线动态变化规律与预测研究[J].海岸工程,2007,26(4):1-10.
    袁迎如,陈庆.古黄河三角洲的发育和侵蚀[J].科学通报,1983,(21):1322-1324.
    袁迎如,陈庆.南黄海旧黄河水下三角洲的沉积物和沉积相[J].海洋地质与第四纪地质,1984,4(4):35-43.
    恽才兴.连云港市海岸线利用遥感技术开发研究[J].华东师范大学研究报告(初稿),2005.
    张仁,谢树楠.废黄河的淤积形态和黄河下游持续淤积的主要成因阴.泥沙研 究,1985,(3):1-10.
    张忍顺.苏北黄河三角洲及滨海平原的成陆过程[J].地理学报,1984,39(2):173-184.
    张忍顺,陆丽云,王艳红.江苏海岸侵蚀过程及其趋势[J].地理研究,2002,21(4):469-478.
    张忍顺,沈永明,陆丽云,等.江苏沿海互花米草(Spartina alterniflora)盐沼的形成过程[J].海洋与湖沼,2005,36(4):358-366.
    张晓龙,李培英.现代黄河三角洲的海岸侵蚀及其环境影响[J].海洋环境科学,2008,27(5):475--479.
    张旸,陈沈良.苏北废黄河三角洲海岸时空演变遥感分析[J].海洋科学进展,2009,27(2):166-175.
    张义丰.淮河流域两大湖群的兴衰与黄河夺淮的关系[J].河南大学学报,1985(1):45-50.
    张义丰.黄河故道的环境特征与整体开发[J].地理研究,1998,17(3):289-296.
    张裕华.中国海岸侵蚀危害及其防治[J].灾害学,1996,11(3):15-21.
    赵全基.我国海岸侵蚀灾害及对策[J].灾害学,1992,7(4):39-42.
    赵希涛,李波,鲁刚毅,王绍鸿,等.江苏阜宁西园全新世风暴沉积与海岸沙丘的发现及其意义[J].1992,(9):994-1002.
    中国科学院《中国自然地理》编辑委员会.中国自然地理(历史地理)[M].北京:科学出版社,1982,61-86.
    中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏省海岸带和海涂资料源综合考察队主编.江苏省海岸带自然资源地图集[M].北京:科学出版社,1988.7-8.
    周良勇,陈斌,刘健,胡刚,等.江苏废黄河口外夏季悬浮泥沙运动[J].海洋地质与第四纪地质,2009,29(6):17-24.
    周名德,陈登毅,周益人.废黄河泥沙特性与河床冲淤演变[J].江苏水利科技,1995,(3):6-13.
    朱大奎,许廷官.江苏中部海岸发育和开发利用问题[J].南京大学学报(自然科学版),1982,3:799-818.
    朱大奎,柯贤坤,高抒.江苏海岸潮潍沉积的研究[J].黄渤海海洋,1986,4(3):19-27.
    朱诚,程鹏,卢春成,王文.长江三角洲及苏北沿海地区7000年以来海岸线演变规律分析[J].地理科学,1996,16(3):207-213.
    庄振业,陈卫民,许卫东,等.山东半岛若干平直砂岸近期强烈蚀退及其后果[J].中国海洋大学学报(自然科学版),1989,1:90-98.
    庄振业,印萍,吴建政,等.鲁南沙质海岸的侵蚀量及其影响因素[J].海洋地质与第四纪 地质,2000,20(3):15-21.
    卓荣宗,徐国万.互花米草引种试验简报[J].南京大学学报(米草研究的进展——22年来的研究成果论文集),1985,352-354.
    左书华,李九发,陈沈良.海岸侵蚀及其原因和防护工程浅析[J].人民黄河,2006,28(1):23-25.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700