【摘 要】
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海岸带地处陆海作用的过渡区,受陆海物质交换双重作用影响。受气候变化和人类活动的影响,海岸带区域尤其是河口三角洲系统出现了新的格局,不断变化的海岸线其动态演变是其中重要过程。黄河三角洲海岸演变及其动态监测不仅关乎未来三角洲地貌演变的趋势预测,同时对流路稳定治理、流域生态保护和可持续发展都至关重要。本文研究了1976-2020年期间黄河三角洲清水沟叶瓣的海岸线演变过程,包括海岸线变化、陆地面积、淤蚀过
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海岸带地处陆海作用的过渡区,受陆海物质交换双重作用影响。受气候变化和人类活动的影响,海岸带区域尤其是河口三角洲系统出现了新的格局,不断变化的海岸线其动态演变是其中重要过程。黄河三角洲海岸演变及其动态监测不仅关乎未来三角洲地貌演变的趋势预测,同时对流路稳定治理、流域生态保护和可持续发展都至关重要。本文研究了1976-2020年期间黄河三角洲清水沟叶瓣的海岸线演变过程,包括海岸线变化、陆地面积、淤蚀过程及其影响因素。基于1976-2020年黄河三角洲Landsat系列遥感卫星影像,通过提取逐年汛期前后清水沟叶瓣海岸线数据,利用数字岸线分析系统(DSAS),分析45年来清水沟叶瓣年际及年内尺度上的海岸线演变过程,明晰不同区段陆地面积侵蚀与增长的动态变化特征,探究长期和短期岸线演变与相关水文要素的潜在联系,为黄河口沿海土地利用、生态保护和可持续发展提供实际参考。研究发现主要认识有:1.年际尺度上,研究区岸线在清水沟流路时期向海淤进,速率先快后慢逐渐减小;清8汊流路时期,海岸线淤蚀并存,岸线变化速率先增后减。清水沟流路时期,岸线平均向海变化11.13 km,平均速率为497.74 m/a,陆地面积年均增长21.89 km~2/a,形态由不断摆动到逐渐稳定,并向东方继而向东南方发展。改道清水沟早期岸线淤进明显,1976-1980年岸线平均变化5.03 km,后随时间推移速率减缓,全面淤进转为沙嘴处淤进,其余部分蚀退。清水沟流路后期岸线增长缓慢,1991-1995年岸线平均变化仅为0.81 km。清8汊流路时期,岸线平均向海移动1.72 km,平均速率为62.21 m/a,陆地面积年均变化-0.65 km~2/a,老河口沙嘴不断衰退平滑,现行河口向东北方向发展。岸线淤进部分在研究区中占比较前一流路时期降低,集中在现行河口,面积变化先增加后减小又增加,淤进最明显时期为2002-2008年,岸线平均变化1.49 km。清水沟废弃河口持续侵蚀,变化速率逐渐减小,年平均面积变化率-5.05 km~2/a。2.年内尺度上,清水沟流路时期研究区岸线变化速率逐渐减小,面积由淤转蚀;清8汊流路时期现行河口岸线在调水调沙年份汛期前后淤进明显,非调水调沙年份汛期前后淤进缓慢,老河口岸线变化与年际变化基本一致。清水沟流路时期,年内汛期时段岸线平均向海淤进0.67 km,平均速率为2387.84 m/a,陆地面积年均增长21.89 km~2/a。汛期前后岸线整体变化幅度随时间推移逐渐减小,陆地面积变化由淤转蚀,由快转慢。1976年年内面积增加141.87km~2,之后面积增速减缓,至1992年面积变化为-0.37 km~2,出现面积侵蚀。清8汊流路时期,现行河口由蚀转淤,淤进速率波动变化,随时间推移由快转慢再回升。汛期陆地面积增加较快的时期有2003年、2005年和2009年,2010年后面积增量有所减少,2016年与2017年增加较少,2018年后淤进速率重新增加。老河口整体蚀退,年均变化-4.91 km~2,速率不断降低,与年际变化特征基本一致。3.入海沙量和海洋动力是影响岸线演变的主要因素。入海沙量在清水沟流路时期影响力由强转弱,清8汊流路时期在调水调沙年影响显著。海洋动力在清水沟流路时期由弱渐强,清8汊流路时期在调水调沙年作用弱于非调水调沙年。入海沙量在年际尺度上,清水沟流路时期其对陆地面积的影响程度由强转弱。清8汊流路时期在调水调沙开始初期和重启后对陆地面积变化影响显著(R~2=0.93,p<0.01),而在调水调沙开始前(1996-2001年)和持续数年后(2009-2015年)影响减弱。在年内尺度上,入海沙量对面积变化的影响程度在改道清水沟十年内和调水调沙开始后极其显著,在1987-2001年则影响程度有限。清水沟流路时期海洋动力对岸线演变影响力初期较弱,1987年后对岸线演变作用逐渐增强。清8汊流路初期海洋动力占主导因素,调水调沙开始后,海洋动力相对强弱与调水调沙是否实施有关,非调水调沙年的海洋动力对海岸线演变影响程度强于调水调沙年。流域降水量和地表气温等气候因素主要通过影响入海水沙量而间接作用于岸线变化过程。降水量减少,气温上升,入海水沙量减小,海岸线增长缓慢,侵蚀增多,反之降水量增加,气温下降,海岸线增长加快,淤积增加。调水调沙和人工引水等人为因素间接影响岸线演变过程,同时增强了三角洲海岸线变化的时空复杂性。
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