长江河口拦门沙河段滩涂演化特征及驱动机制

第３７卷第９期海洋学报Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．９２０１５年９月ＨａｉｙａｎｇＸｕｅｂａｏＪｕｌｙ２０１５陈勇，何中发，黎兵，等．长江河口拦门沙河段滩涂演化特征及驱动机制［Ｊ］．海洋学报，２０１５，３７（９）：９５－１０５，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－４１９３．２０１５．０９．０１０ＣｈｅｎＹｏｎｇ，ＨｅＺｈｏｎｇｆａ，ＬｉＢｉｎｇ，ｅｔａｌ．ＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｉｄａｌｆｌａｔｉｎｔｈｅｂａｒａｒｅａｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＥｓｔｕａｒｙａｎｄｔｈｅｉｒｄｒｉｖｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｈａｉｙ－ａｎｇＸｕｅｂａｏ，２０１５，３７（９）：９５－１０５，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－４１９３．２０１５．０９．０１０长江河口拦门沙河段滩涂演化特征及驱动机制陈勇１，何中发１，黎兵１，杨丽君１，张金华１（１．上海市地质调查研究院，上海２０００７２）收稿日期：２０１４－０６－１９；修订日期：２０１５－０１－１６。基金项目：国土资源部公益性行业科研专项（２０１２１１００９）。作者简介：陈勇（１９８２—），男，湖北省松滋市人，高级工程师，主要从事海岸带地质资源与环境研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｙｏｎｇｃｕｇｂ＠１２６．ｃｏｍ摘要：利用长江河口实测１９５８－２０１３年水下地形数据，基于ＡｒｃＧＩＳ技术和ＤＳＡＳ软件分析了拦门沙河段滩涂演化特征，在此基础上结合河口重大工程建设、流域来沙状态对滩涂资源的变化机制进行分析。研究结果表明：（１）１９５８－２０１３年，长江河口滩涂资源总量略有下降，但最近十年趋于稳定，维持在２３５０ｋｍ２左右。（２）长江河口潮滩－５ｍ等深线以下已经出现侵蚀，垂向侵蚀速率为达７．３ｃｍ／ａ；（３）近１０多年流域来沙剧烈下降对潮下带０～－５ｍ区域的滩涂资源淤涨产生了显著负面影响，而河口重大工程建设则是近年来０ｍ以上滩涂逆势增长的主要驱动因素。关键词：滩涂资源；重大工程；减沙；长江河口；上海中图分类号：Ｐ７４８文献标志码：Ａ文章编号：０２５３－４１９３（２０１５）０９－００９５－１１１引言长江流域输沙量居世界第四位，径流年均携沙达３．８×１０８ｔ（１９５０－２０１２年），约５０％泥沙在河流与海洋动力相互作用下在长江河口地区沉积［１—２］，所形成的滩涂成为上海重要的后备土地资源来源。近２０００年来，上海市陆域约２／３的面积自长江入海泥沙塑造的滩涂圈围成陆而成［３］。１９４９年以来，上海圈围滩涂面积超过１２００ｋｍ２，为缓解上海土地资源压力发挥了重要作用。２０世纪７０年代以来，由于气候变化，水土保持工程的实施，特别是三峡大坝的修建［４—５］，长江入海泥沙量锐减。在此形势下，长江口未来地貌演化趋势如何？是否会如尼罗河、科罗拉多河、密西西比河一样，因河流泥沙减少而发生严重海岸侵蚀与湿地面积减少［６—８］成为当前研究的热点［９—１０］。已有研究表明，长江水下三角洲前缘斜坡作为对流域来沙量减少响应最为敏感的区域，近年已出现侵蚀的迹象［５，１１—１３］。但对于－５ｍ等深线以上水深较浅的拦门沙河段来讲，作为上海重要的后备土地资源潜力区，除受流域来沙量影响外，还因受河口大型航道、圈围等工程的叠加作用，演变规律更为复杂，需要进一步深入分析。先前的研究成果多针对某一局部地区［１４—１６］，由于潮上带地区因局部水动力条件，受工程影响程度的差异，局部地区无法从全貌上整体把握上海滩涂资源的演化动态与趋势。本文将利用１９５８－２０１３年水下地形数据，对上海滩涂资源量变化、重点滩涂演变规律以及影响因素进行分析，以期为上海滩涂资源的规划与开发利用提供数据支撑。２研究区概况长江河口是动力条件较复杂的分汊型中等强度潮汐河口，河口发育巨大的拦门沙体，拦门沙滩顶一般在－５～－６ｍ水深（最低理论基面）。长江口外，－５ｍ和－１０ｍ等深线之间为一水下平台，坡度约为０．０１％。－１０ｍ等深线之外为海底斜坡，坡度可达０．０７％，口外海域地形总的趋势呈西北高东南低。本文研究范围限定于上海市行政区界以东，３０°３５′～３１°３６′Ｎ区域（图１）。研究区内主要发育崇明北支边滩、崇明南沿边滩、崇明东滩、北港北沙、横沙东滩、长江口南沿边滩、杭州湾北沿边滩、长江口江心沙洲等地区，其中崇明东滩、横沙东滩、九段沙以及南汇边滩分别为上海四大滩涂。图１研究区范围Ｆｉｇ．１Ｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ３数据来源与技术方法本文使用水下地形数据包括１９５８、１９８３、１９９７、２００２、２００４、２００６、２００７、２００９、２０１１、２０１３年１０个年份，时间跨度近６０年。１９５８与１９８３年数据通过数字化海图获得，比例尺１∶２５０００～１∶１２００００；１９９７、２００２、２００４、２００６、２００７年水下地形实测数据收集自上海海洋局，测线距离