基于GIS的长江江苏段岸线资源演变研究
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摘要
横贯江苏的长江河道属长江下游段与河口段，全长400余公里，为冲积性平原河床，具有流量大、比降小、江面宽阔、沙多流乱等特点。在长江水流的作用下，河床冲淤变化剧烈。河床的冲淤变化和近岸水深条件的变化，使岸线资源性质随之发生变化，对沿江港口和重大工程建设带来严重影响。
本文在国家自然科学基金项目“数字长江河道实验一以长江江苏段为例”的支持下，以水深为例，对长江岸线资源进行一系列划分研究；在此基础上，对长江岸线资源演变的过程、演变规律和发展趋势进行了预测分析。
本文获得的主要成果如下：
1．通过1954年以来多期航道图的水深数据采集，建立长江江苏段航道水深数据库，对数字长江河道数据库进行数据挖掘，应用GIS空间分析功能，实现了长江岸线资源类型的计算机自动提取：
2．综合分析河床与航道宽度、断面形态及水文条件，确定了该河段划分岸线资源类型的标准，即对①南京～江阴段；②江阴～徐六泾段；③徐六泾～浏河口段，取不同岸前水域值，分别进行深水岸线、中深水岸线、浅水岸线划分。
3．采用GIS空间分析方法，进行各时期长江岸线资源类型(以岸前水域水深为划分依据)的自动划分，构建长江江苏段岸线资源演变图谱。
4．通过图谱分析，长江江苏段岸线资源演变特点主要有：
1) 河床演变基本上遵循凹岸侵蚀、凸岸淤积的规律。一般凹岸深水岸线多，而凸岸浅水岸线多，河流束窄段、有节点控制的地方深水岸线多。深水岸线和浅水岸线占整个岸线比例了大，中水岸线少。
2) 在空间位置变化上，整个河床，除左弯的弯道段因节点控制，左移外，有右移、变弯、束窄的趋势，但总体上并没有发生河势重大变化。
3) 以76年为界，之前为前期，变化剧烈；之后为后期，后期平缓：
本研究对数字长江河道建设具有一定的理论意义，对长江江苏段岸线资源开发利用和港口布局规划有一定的实际价值。
Traversing Jiangsu province, the Yangtze River belong to lower reach and estuary of the river, it has more than 400km span, alluvial plain riverbed, large flux, small gradient, wide river surface, much sand and disorderly current. The variation of erosion and deposition of the riverbed is highly, because of the river current action. If the variation of erosion and deposition of the riverbed and the variation of alongshore water depth changed, the property of the riverbank resources changed. This had a strong impact on the port and the important engineering construction along the river.
With the support of the state physical science fund item "the experiment of digital Yangtze river course - the case of the Yangtze River in Jiangsu province", the study about riverbank resources is carried out by the case of water depth. On the basis of it, the process, the law and the trend of the evolution of riverbank resources has analyzed and made a tendency forecast.
The study has led to the fallowings and conclusions:
1. The study has set up the water depth of sea-route database by selecting many phases of water depth of sea-route charts since 1954.Types of the riverbank resources has been abstracted automatically by computer on the database and adopting spatial analysis means of GIS.
2. A comprehensive consideration of analyzing the riverbed and the wide of sea-route, section shape and hydrology condition, the standard of different channel segment of the riverbank resources to be classified was made. There are three segments: Nanjing - Jiangyin, Jiangyin - Xuliujing, Xuliujing - Liuhekou. Each segment took different value of alongshore of the riverbank, and was classified three types: deep water bank., mediate deep water bank and shallow water bank according to water depth.
3. The riverbank resources was classified automatically at each phase and then the geo-information Tupu of riverbank resources of the Yangtze River in Jiangsu province is constructed.
4. By analyzing the geo-information Tupu of riverbank resources in Jiangsu province, its features is :
1) The evolution of the riverbed follows the law that the concave bank is erosible and the convex bank is alluvial. Usually the deep water is much in concave bend, whereas the shallow water is much in convex bend. And also there is much deep water in river constriction segment and in the area which has kickpoint controlled. The scale of deep water bank and shallow water bank are all much larger than that of the mediate deep water bank.
2) In space, except the segment of left bend of the channel, where has kickpoint controlled, has the trend moves to the left, the whole riverbed has the the trend moves to the right, more zigzag and narrowing, but the whole river regime hasn't changed.
3) Before 1976, the period is the prophase, after 1976, is anaphase .The riverbed is highly variable in prophase and less variable in anaphase.
The study has some significance of theory on digital Yangtze river course, and also has some realistic value on exploiting and utilizing the riverbank resources and making port programming of the Yangtze River in Jiangsu province.
本文在国家自然科学基金项目“数字长江河道实验一以长江江苏段为例”的支持下，以水深为例，对长江岸线资源进行一系列划分研究；在此基础上，对长江岸线资源演变的过程、演变规律和发展趋势进行了预测分析。
本文获得的主要成果如下：
1．通过1954年以来多期航道图的水深数据采集，建立长江江苏段航道水深数据库，对数字长江河道数据库进行数据挖掘，应用GIS空间分析功能，实现了长江岸线资源类型的计算机自动提取：
2．综合分析河床与航道宽度、断面形态及水文条件，确定了该河段划分岸线资源类型的标准，即对①南京～江阴段；②江阴～徐六泾段；③徐六泾～浏河口段，取不同岸前水域值，分别进行深水岸线、中深水岸线、浅水岸线划分。
3．采用GIS空间分析方法，进行各时期长江岸线资源类型(以岸前水域水深为划分依据)的自动划分，构建长江江苏段岸线资源演变图谱。
4．通过图谱分析，长江江苏段岸线资源演变特点主要有：
1) 河床演变基本上遵循凹岸侵蚀、凸岸淤积的规律。一般凹岸深水岸线多，而凸岸浅水岸线多，河流束窄段、有节点控制的地方深水岸线多。深水岸线和浅水岸线占整个岸线比例了大，中水岸线少。
2) 在空间位置变化上，整个河床，除左弯的弯道段因节点控制，左移外，有右移、变弯、束窄的趋势，但总体上并没有发生河势重大变化。
3) 以76年为界，之前为前期，变化剧烈；之后为后期，后期平缓：
本研究对数字长江河道建设具有一定的理论意义，对长江江苏段岸线资源开发利用和港口布局规划有一定的实际价值。
Traversing Jiangsu province, the Yangtze River belong to lower reach and estuary of the river, it has more than 400km span, alluvial plain riverbed, large flux, small gradient, wide river surface, much sand and disorderly current. The variation of erosion and deposition of the riverbed is highly, because of the river current action. If the variation of erosion and deposition of the riverbed and the variation of alongshore water depth changed, the property of the riverbank resources changed. This had a strong impact on the port and the important engineering construction along the river.
With the support of the state physical science fund item "the experiment of digital Yangtze river course - the case of the Yangtze River in Jiangsu province", the study about riverbank resources is carried out by the case of water depth. On the basis of it, the process, the law and the trend of the evolution of riverbank resources has analyzed and made a tendency forecast.
The study has led to the fallowings and conclusions:
1. The study has set up the water depth of sea-route database by selecting many phases of water depth of sea-route charts since 1954.Types of the riverbank resources has been abstracted automatically by computer on the database and adopting spatial analysis means of GIS.
2. A comprehensive consideration of analyzing the riverbed and the wide of sea-route, section shape and hydrology condition, the standard of different channel segment of the riverbank resources to be classified was made. There are three segments: Nanjing - Jiangyin, Jiangyin - Xuliujing, Xuliujing - Liuhekou. Each segment took different value of alongshore of the riverbank, and was classified three types: deep water bank., mediate deep water bank and shallow water bank according to water depth.
3. The riverbank resources was classified automatically at each phase and then the geo-information Tupu of riverbank resources of the Yangtze River in Jiangsu province is constructed.
4. By analyzing the geo-information Tupu of riverbank resources in Jiangsu province, its features is :
1) The evolution of the riverbed follows the law that the concave bank is erosible and the convex bank is alluvial. Usually the deep water is much in concave bend, whereas the shallow water is much in convex bend. And also there is much deep water in river constriction segment and in the area which has kickpoint controlled. The scale of deep water bank and shallow water bank are all much larger than that of the mediate deep water bank.
2) In space, except the segment of left bend of the channel, where has kickpoint controlled, has the trend moves to the left, the whole riverbed has the the trend moves to the right, more zigzag and narrowing, but the whole river regime hasn't changed.
3) Before 1976, the period is the prophase, after 1976, is anaphase .The riverbed is highly variable in prophase and less variable in anaphase.
The study has some significance of theory on digital Yangtze river course, and also has some realistic value on exploiting and utilizing the riverbank resources and making port programming of the Yangtze River in Jiangsu province.
引文
[1] 新华日报，2003年06月02日。
[2] http://www.sina.com.cn 2003年06月27日07：20现代快报。
[3] 长江技术经济学会，长江流域的水与可持续发展，2001，229 198。
[4] http://www.hwcc.com.cn严恺院士(八)：说不尽的长江口。
[5] 中国私营经济网http://www.cpe.com.cn 2004-3-30报道。
[6] 何国辉，江太辉，甘俊英，地理信息系统的研究[J]，计算机工程与应用，1998 (8)，68～69。
[7] http//www.jschina.com.cn/gb/jschina/node3909/node3916/userobjectlai285636.html
[8] 杨大鸣，统一管理长江岸线资源刻不容缓[J]，中国水运，1999 7，18。
[9] 王传胜，长江中下游干流岸线资源评价，中国科学院博士学位论文，2000 4。
[10] 江苏网2003年11月5日消息。
[11] http://www. js. chinanews. com. cn/2003-O6-13/1/25769. html
[12] 殷国兴，江苏省长江岸线资源适宜性评价研究，中国科学院硕士研究生毕业论文，1991。
[13] 任美锷，海岸带整治的若干问题[J]，海洋开发，1984 1，3～6。
[14] 陈中康，河北省海岸带开发战略初探[J]，地理学与国土研究，1987，3(3)：17～19。
[15] 中国自然资源丛书编纂委员会，中国自然资源丛书·海洋卷[M]，北京：中国环境科学出版社，1995。
[16] 季子修，汤洁，黄志林，江苏省海洋功能区划[M]，1993，北京：海洋出版社。
[17] 广东省海洋功能区划工作组，广东省海洋功能区划[M]，北京：海洋出版社，1991。
[18] 黄家柱等，江都嘶马江岸崩坍调查及河道演变的研究[J]，江苏地质，1985 2。
[19] 黄家柱，遥感与地理信息系统技术在长江下游江岸稳定性评价中的应用[J]，地理科学1999 12，521。
[20] 黄家柱，闾国年，数字长江河道实验中遥感技术应用研究——以长江江苏段为例[J]，长江流域资源与环境，2002 1， 40。
[21] 黄家柱，GIS支持下江苏省长江岸线资源研究[J]，中国科学院南京地理与湖泊研究所集刊，1999，第15号，49～53。
[22] 黄家柱，长江下游河道演变图谱研究[J]，地理学与国土研究，1999 11，92。
[23] 黄家柱等，遥感技术在长江下游河道演变调查中的应用[J]，遥感地质，1986 2。
[24] 黄家柱等，江苏高港港口开发自然条件评述[J]，江苏地质，1986 4。
[25] 黄家柱等，长江下游河段近期演变与港口选址[J]，江苏地质，1986 3。
[26] 刘跃生，内河岸线评价方法初探——以闽江下游岸线为例[J]，1988，(4)，40～46。
[27] 中国科学院南京地理与湖泊研究所和江苏省计委江苏省长江沿岸地区国土规划综合报告，1989。
[28] 王传胜，孙小伍，李建海，基于GIS的内河岸线资源评价研究——以武汉市域长江干流为例，自然资源学报，第17卷第1期2002年1月，96～97。
[29] 廖克，21世纪的地球信息科学及其在地理学中的应用[J]，地球信息科学，1998(第3，4合刊)。
[30] 安徽省计划委员会、安徽省地质矿产局，安徽省国土资源遥感应用研究[J]，北京：地
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[31] 程久苗，长江芜湖港岸线资源的遥感调查研究[J]，国土资源遥感，1996 3，34。
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[34] 交通部规划院，江苏省沿长江港口总体布局规划报告，1999 9。
[35] 王传胜，王开章，长江中下游岸线资源的特征及其开发利用[J]，地理学报，第57卷第6期，2002 11，693。
[36] 吴永铭等，滨海城市岸线规划研究[M]，广州：中山大学出版社，1993．
[37] 郑弘毅，港口城市探索[M]，南京：河海大学出版社，1991。
[38] 交通部长江航道局，长江下游航行图集[M]，1993。
[39] 虞孝感主编，长江产业带的建设与发展研究[M]，科学出版社，1997。
[40] 新华网，(2003-05-31 20：19：55)。
[41] http://www.sina.net 2003年05月27日11：24产经网—中国交通报长江江苏段船舶定线制规定。
[42] 李斌，案例存储管理的模式研究，硕士学位论文，2003 5。
[43] 邬伦，刘瑜，张晶，马修军，韦中亚，田原，地理信息系统——原理、方法和应用[M]，北京：科学出版社，2000，115。
[44] 黄杏元，汤勤，地理信息系统概论[M]，北京：高等教育出版社，1998。
[45] 赵锐，遥感与地理信息系统应用[M]，北京：气象出版社，1991。
[46] 张京红，戴进，邓风东，地理信息系统及其发展[J]，陕西气象，2002 (2)，23～25。
[47] 陈述彭，鲁学军，周成虎，地理信息系统导论[M]，北京：科学出版社，1999。
[48] 黄家柱，江苏省长江岸线资源与变迁遥感调查成果报告，南京师范大学环境科学研究所，2000 6。
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[52] 中国地理学会地貌专业委员会，1977年全国地貌学术会议论文集，北京：科学出版社，1981．20～29。
[53] Leopold, L. B, etc, Fluvial Procession in Geometry, 1964 285～295.
[54] 钱宁，张仁，周志德，河床演变学[M]，北京：科学出版社，1987。
[55] 交通部编写组，水运工程手册[M]，人民交通出版社，2001。
[56] 沈玉昌，龚国元编著，河流地貌学概论[M]，科学出版社，1986，128。
[57] 权宝增，主编，河流地质与地貌[M]，武汉水利电力大学，1995，103。
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[67] 倪普仁，马蔼乃，河流动力地貌学[M]，北京大学出版社，1998。
[68] 黄锡荃，柳中坚，长江下游分汉河型内部结构和空间效应的研究[J]，地理学报，1991，46(2)，169～176。
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[40] 新华网，(2003-05-31 20：19：55)。
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[68] 黄锡荃，柳中坚，长江下游分汉河型内部结构和空间效应的研究[J]，地理学报，1991，46(2)，169～176。
[69] 李键庸，长江河口段徐六泾节点演变规律[J]，人民长江，第31卷第3期，2000 3，32。