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基于短时调和分析的广东惠州双月湾潟湖体系潮汐动力特征分析
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作者 王雅君 张司一 +3 位作者 欧素英 蔡华阳 朱馨雨 朱磊 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第1期93-107,共15页
潟湖体系的潮汐动力对其地貌演变、生态环境保护与海岸带资源的可持续开发利用等具有重要影响。以广东惠州双月湾潟湖为研究靶区,基于2020—2023年4次潮位观测资料,采用基于光滑导纳原理的短时调和分析(modified harmonic analysis mode... 潟湖体系的潮汐动力对其地貌演变、生态环境保护与海岸带资源的可持续开发利用等具有重要影响。以广东惠州双月湾潟湖为研究靶区,基于2020—2023年4次潮位观测资料,采用基于光滑导纳原理的短时调和分析(modified harmonic analysis model on the basis of the credo of smoothness,MHACS)模型和数理统计方法初步探讨该潟湖体系潮波传播和变化过程。结果表明,双月湾潟湖体系平均潮差为0.52~0.69m,潮波从口门传播至潟湖上段,其能量明显减小,特别是上游区域的潮波衰减率为近口门段20倍,潮波传播速度亦降低至近口门段的12%。在潟湖中,半日潮M2、全日潮K1和浅水潮M4占据主导,其振幅分别为23.06cm、30.4cm和7.74cm。其中,全日潮和半日潮的振幅月变化较为稳定,而浅水分潮的季节波动更加明显,尤其是向上游传播时,分潮的振幅和迟角季节性变化更为显著。潮波通过口门传入双月湾潟湖,受地形辐聚与底床摩擦效应影响,不同河段的潮波传播速度差异显著,尤其是半日潮在口门区的传播速度普遍高于全日潮。各分潮在潟湖内的振幅衰减明显,特别是S2、M4和MS4分潮的振幅梯度最为显著(4×10^(−6)m^(−1))。 展开更多
关键词 基于光滑导纳原理的短时调和分析(MHACS) 潮波传播 T-tide 潮波衰减 传播速度
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波潮型河口泥沙输运研究——以粤西漠阳江河口为例
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作者 黄恩茂 张涛 +3 位作者 刘德政 朱志远 梁曜 贾良文 《海洋学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期26-39,共14页
泥沙输运是河口海岸研究的基础问题,对河口地貌演变、生态环境和工程建设具有重要的科学意义和应用价值。本文以漠阳江河口为例,基于船载和坐底三角架实测的海流、波浪和含沙量数据,分析漠阳江河口定点剖面上悬沙的沿岸和垂岸的输运趋... 泥沙输运是河口海岸研究的基础问题,对河口地貌演变、生态环境和工程建设具有重要的科学意义和应用价值。本文以漠阳江河口为例,基于船载和坐底三角架实测的海流、波浪和含沙量数据,分析漠阳江河口定点剖面上悬沙的沿岸和垂岸的输运趋势并计算泥沙输运通量,探讨波潮型河口的泥沙输移机制与运移规律,主要发现包括:(1)洪季口门处受径流作用主控,输沙量随着流量的增大而增大,沿岸输沙与垂岸输沙在流量最大的小潮期间达到最大值,分别为111.9 g/(m2·s)和269.5 g/(m2·s);洪季拦门沙处则受波浪与潮流共同控制,沿岸输沙在大小潮期间皆为沿岸向西输运,垂岸输沙在大潮期间由落潮流主导离岸输沙4.0 g/(m2·s),小潮期间由波浪主导向岸输沙19.0 g/(m2·s)。(2)枯季拦门沙处受潮流和波浪主控,垂岸输沙以落潮流携沙向海输运为主,而沿岸输沙受波浪动力控制,在波生沿岸流作用下沿岸向东输沙;枯季拦门沙东侧同样受潮流和波浪主控,垂岸输沙在大潮期间为涨潮流主导携沙向岸输运,之后随着潮动力减弱转为离岸输运,沿岸输沙受波生沿岸流的影响沿岸向东输运。(3)洪季观测期间口门处向海输运显著,垂向上各水层流向一致;小潮期间出现水层流向分化,表层向海输运,底层向陆输运;拦门沙处大小潮时段垂向上各水层流向较为一致,但潮平均后大潮各水层向海输运,小潮各水层向岸输运,小潮期间受波浪作用明显,向岸输运占比达到79%。(4)漠阳江河口口门处在下泄径流与落潮流影响下以向海输沙为主,而口门外拦门沙处影响泥沙输运的最主要因素是潮流的向海输沙和波浪的沿岸输沙。 展开更多
关键词 漠阳江河口 沿岸输沙 垂岸输沙 波浪和潮流作用
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北极北冰洋潮汐动力空间分布及其潮波传播特征分析
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作者 李高晋 罗哲蕙 +3 位作者 蔡华阳 李博 曹永港 欧素英 《海洋学报》 北大核心 2025年第4期1-13,共13页
北极因其丰富的矿产能源、航道资源和独特的地缘政治格局,成为全球关注的战略要地,研究北极海域的潮汐动力特征是理解其环境格局与资源开发潜力的关键。本研究基于Arc5km2018北极潮汐模型和ArcTiCA潮汐数据集,采用海洋学统计方法对北极... 北极因其丰富的矿产能源、航道资源和独特的地缘政治格局,成为全球关注的战略要地,研究北极海域的潮汐动力特征是理解其环境格局与资源开发潜力的关键。本研究基于Arc5km2018北极潮汐模型和ArcTiCA潮汐数据集,采用海洋学统计方法对北极北冰洋海域的主要潮汐特征和潮波传播规律进行了分析。结果表明,北冰洋海域以半日潮为主,M_(2)分潮最显著,振幅可达1.2 m,中央海域振幅则较小(不超过0.1 m)。近岸和群岛区域受浅水分潮影响,潮不对称系数绝对值增大至0.2以上。由于复杂的地形和岸线,北冰洋存在多个逆时针旋转无潮点和多股潮波汇合形成的潮波辐合区,潮波主要由挪威海向巴伦支海、由格陵兰海分别向东西伯利亚海、楚科奇海和帕里群岛传播,传播速度一般不超过200 m/s且与水深的平方根正相关,振幅梯度绝对值一般不超过5×10^(-3)km^(-1)。本研究为北极地区的综合治理和资源开发提供了重要数据支撑。 展开更多
关键词 调和常数 潮汐类型 潮波传播 潮不对称 传播速度
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夏季珠江口沉积物−水界面重金属分布特征及其影响因子研究 被引量:7
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作者 付涛 梁海含 +3 位作者 牛丽霞 党浩铭 陶伟 杨清书 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期182-192,共11页
珠江口受复杂径−潮动力耦合作用的影响,河口重金属迁移转化机制复杂多变。本文基于2018年夏季珠江口及其邻近海域海水和沉积物的调查资料,研究了珠江口多动力因子驱动下7种重金属元素汞、砷、锌、镉、铅、铜和铬的沉积、迁移和积累机制... 珠江口受复杂径−潮动力耦合作用的影响,河口重金属迁移转化机制复杂多变。本文基于2018年夏季珠江口及其邻近海域海水和沉积物的调查资料,研究了珠江口多动力因子驱动下7种重金属元素汞、砷、锌、镉、铅、铜和铬的沉积、迁移和积累机制。结果表明:相比于溶解态重金属(水体中)的赋存状况,吸附态重金属(沉积物中)更稳定,污染也更严重;采用皮尔逊相关分析和主成分分析计算出重金属元素与环境因子之间的响应关系,溶解态重金属主要以稀释混合过程为主,吸附态重金属受有机碳和氧化还原作用的影响较大;沉积物−水界面重金属的分配系数显示出铅和铬易被吸附在颗粒物上,而镉和汞易溶解在水体中,揭示了河口复杂动力影响下元素在不同介质的形态转换特征;除了镉−铬、镉−铜和铬−砷这3组元素间不显著相关,其他元素间的显著相关性表明了重金属元素具有相似的来源,并采用主成分分析探讨了重金属元素的潜在来源,主要来源为工业废水,农业和大气沉降次之。研究结果可为有效控制重金属的排放和河口污染治理提供重要支撑。 展开更多
关键词 重金属 河口动力 分配系数 沉积环境 珠江口
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珠江磨刀门河口水位与海平面、上游流量的联合分布关系异变研究 被引量:5
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作者 唐启邦 欧素英 +1 位作者 蔡华阳 杨清书 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1080-1092,共13页
河口的水位变化是径潮动力相互作用的结果,但近30年来,强人类活动对河口环境的影响已远超环境自我修复能力,导致水位发生异变。为研究这种变化,本文选取人类活动影响剧烈的珠江磨刀门河口作为研究区域,采用Copula方法定量分析在同一上... 河口的水位变化是径潮动力相互作用的结果,但近30年来,强人类活动对河口环境的影响已远超环境自我修复能力,导致水位发生异变。为研究这种变化,本文选取人类活动影响剧烈的珠江磨刀门河口作为研究区域,采用Copula方法定量分析在同一上下边界(上游流量和口外海平面)下由强人类活动引起的水位异变。结果表明:1)强人类活动后,河道地形下切显著,外海海平面对沿程各站水位的线性影响增强,上游马口流量对水位的线性影响减弱。2)强人类活动后甘竹至灯笼山站同概率水位事件明显降低;三灶海平面呈上升趋势;马口流量分布特性变化不明显。3)水位与海平面、流量的联合依赖关系发生明显改变,低水位与海平面关系的敏感度增加,而高水位与海平面关系的敏感度下降。低水位与流量关系的敏感度基本不变,而高水位与珠江流量关系的敏感度明显下降。4)强人类活动后各站水位变化幅度变窄,在相同概率海平面及流量驱动下,强人类活动后各站水位均有明显下降,水位与海平面、流量遭遇概率为0.1—0.9时,其月均水位下降幅度达0.01—1.24m。低海平面和低流量联合驱动下各站水位的下降幅度明显小于高海平面和高流量联合驱动下月均水位的变幅,而且上游站位的水位下降幅度明显大于下游站位。本研究成果可为强人类活动的影响辨识及珠三角水资源的合理配置和可持续发展利用等提供技术支撑。 展开更多
关键词 水位 人类活动 流量 海平面 Copula联合概率分布
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珠江磨刀门河口潮波振幅梯度与上下游动力边界的关系异变研究 被引量:3
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作者 李博 杨昊 +3 位作者 欧素英 蔡华阳 刘锋 杨清书 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期513-527,共15页
强人类活动目前已经成为河口演变的主要动力。阐明流量驱动下河控型河口潮波传播演变过程及机制,对河口治理及人类活动的影响评价具有重要指导意义。以珠江磨刀门河口为例,研究了径潮动力阶段性演变特征。采用流量驱动的R_TIDE数据驱动... 强人类活动目前已经成为河口演变的主要动力。阐明流量驱动下河控型河口潮波传播演变过程及机制,对河口治理及人类活动的影响评价具有重要指导意义。以珠江磨刀门河口为例,研究了径潮动力阶段性演变特征。采用流量驱动的R_TIDE数据驱动模型探究了该区潮波振幅梯度和上下游动力边界(即上游流量和口门振幅)关系的变化规律。结果表明,在强人类活动影响下,各潮位站M_(2)分潮振幅明显上升(三灶站除外),且具有季节性差异和阶段性变化,灯笼山-马口河段的M_(2)分潮振幅沿程平均增大约0.07m,河段潮波振幅梯度平均增大约4.61×10^(-6)m^(-1)。研究潮波振幅梯度与上下游动力边界的阈值的关系表明,阈值效应主要出现在甘竹-马口河段。在强人类活动影响下,潮波振幅梯度阈值增大,相应的流量阈值增大,而振幅阈值基本不变。在达到振幅阈值之前,由于底床摩擦效应,大潮振幅衰减效应大于小潮,而在超过振幅阈值后,地形辐聚效应成为影响潮波振幅梯度变化的主要因素,大潮振幅衰减效应小于小潮。阈值的变化主要与流量、地形、摩擦等多因子耦合作用有关,当地形辐聚效应和底床摩擦效应达到平衡时,潮波振幅梯度与上下游动力边界之间则出现阈值效应。该现象的发现可为河口海岸防灾减灾和水资源管理等实际问题提供重要理论支撑。 展开更多
关键词 河口径潮动力 R_TIDE数据驱动模型 人类活动 余水位梯度 阈值效应
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珠江黄茅海河口湾滩槽结构演变及动态平衡研究 被引量:2
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作者 杨清书 傅林曦 +4 位作者 魏稳 贾良文 李博 王恒 黄恩茂 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期68-81,共14页
河口湾常由滩、槽地貌系统组合而成,其滩槽结构演变及动态平衡既是河口海岸研究的重要科学问题,又是河口规划治理与港口航道建设的理论基石。本文以黄茅海河口湾为研究靶区,采用“动力−沉积−地貌”的研究思路,基于不同历史年代的海图资... 河口湾常由滩、槽地貌系统组合而成,其滩槽结构演变及动态平衡既是河口海岸研究的重要科学问题,又是河口规划治理与港口航道建设的理论基石。本文以黄茅海河口湾为研究靶区,采用“动力−沉积−地貌”的研究思路,基于不同历史年代的海图资料,运用地貌信息熵等分析方法,研究黄茅海河口湾滩槽结构的系统演变特征及动态平衡机制,主要发现包括:(1)黄茅海河口湾半个多世纪以来的地貌演变,大致以2007年为转折点,经历由淤积到冲刷的状态转换,其在1940-2007年呈淤积状态,年均淤积率为1.4cm/a,在2007-2015年呈冲刷状态,年均冲刷率为1.2cm/a。(2)黄茅海河口湾的滩槽结构发生转换,在2003-2007年之间由“三滩两槽”的结构转换为“两滩一槽”的结构,受围垦和疏浚工程影响,滩槽分异趋于加强,呈现浅滩淤浅、深槽刷深的演变特征。(3)黄茅海河口湾地貌信息熵熵值先减后增,从缓慢淤积相对稳定的有序状态向人为干预下冲淤格局变化及滩槽演变的不确定性增加转换;滩槽结构的稳态存在差异,浅滩相对于深槽显示出更高的不确定性。(4)人类活动将滩槽结构的原有稳态打破,疏浚工程使得东槽的活力提升,促进深槽自适应重构平衡向有序方向发展。西滩和东滩经历围垦等人类活动干扰平衡,浅滩失稳呈无序演变。 展开更多
关键词 黄茅海 滩槽结构演变 地貌信息熵 动态平衡 河口湾
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不同受损情况下珊瑚礁海岸动力地貌差异性分析 被引量:2
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作者 陈燕珊 戚洪帅 +4 位作者 杨清书 蔡锋 刘根 朱君 赵绍华 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期61-69,共9页
探索珊瑚礁与海滩地貌之间动力地貌联系是认识珊瑚礁海岸变化的重要一环。本文以雷州半岛徐闻西落港珊瑚礁海岸为研究对象,应用RTK-GPS和无人船开展岸滩剖面和近岸水下地形的测量、结合海滩沉积物分析,基于FUNWAVE-TVD数值模型模拟并分... 探索珊瑚礁与海滩地貌之间动力地貌联系是认识珊瑚礁海岸变化的重要一环。本文以雷州半岛徐闻西落港珊瑚礁海岸为研究对象,应用RTK-GPS和无人船开展岸滩剖面和近岸水下地形的测量、结合海滩沉积物分析,基于FUNWAVE-TVD数值模型模拟并分析不同珊瑚礁地形地貌条件下波浪动力传播过程。结果显示,研究区珊瑚礁水下地形是影响礁后海滩地貌的主要因素。礁体形态不同,导致其礁后海滩在珊瑚礁地形控制下,短波波能和次重力波波能沿程呈现不同变化规律,最终导致礁后海滩的近岸波能主控频段的差异,在较窄的珊瑚礁海岸,次重力波占比较大。在不同主控频段波浪驱动下,礁后海滩平衡剖面呈现差异性特征,Munóz-Pérez提出的珊瑚礁后海滩平衡剖面拟合中未考虑该因素的影响,需要在此认识基础上进一步改进。 展开更多
关键词 珊瑚礁海岸 FUNWAVE-TVD 次重力波 动力地貌 海滩平衡剖面
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潮优型河口动力对水深变化的响应机制研究——以葡萄牙Guadiana河口为例 被引量:2
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作者 张萍 谢梅芳 +3 位作者 杨昊 蔡华阳 欧素英 杨清书 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-11,共11页
强人类活动(如航道疏浚)和自然气候变化(如海平面上升)对近岸河口环境不同影响的辨识是目前河口海岸学研究的热点和难点问题。在地形概化和动力简化条件下,解析模型能够快速辨识强人类活动和自然气候变化对河口环境的影响,它是探讨河口... 强人类活动(如航道疏浚)和自然气候变化(如海平面上升)对近岸河口环境不同影响的辨识是目前河口海岸学研究的热点和难点问题。在地形概化和动力简化条件下,解析模型能够快速辨识强人类活动和自然气候变化对河口环境的影响,它是探讨河口动力过程对外界干扰的响应机制的重要工具。本文基于前人对葡萄牙Guadiana河口不同分潮之间非线性相互作用的研究,采用一维水动力解析模型探讨河口不同分潮潮波传播过程对水深变化(模拟航道疏浚和河道淤积过程)的响应机制。研究结果表明:平均水深h的变化影响无量纲河口地形参数γ和摩擦参数c,进一步影响河口动力参数包括潮波振幅参数ζ、流速振幅参数μ、波速参数λ、潮波振幅增大/衰减率参数δ以及流速与水位之间的相位差f等;平均水深变化对河口中下游段(x=0~60km)的潮汐动力影响较大,而对河口上游段(x=60~78km)影响较弱;主要半日分潮(M2、S2、N2)对水深变化的响应略大于全日分潮(K1、O1);航道疏浚幅度小于2m时,对河口潮汐动力格局影响不大,而当疏浚幅度大于2m时,将对河口潮汐动力格局及水环境(如盐水入侵等)产生较大影响;河道淤积将导致潮汐动力减弱,流速振幅、潮波振幅及传播速度减小,流速和水位之间的相位差也减小。 展开更多
关键词 潮汐动力、航道疏浚、河道淤积、解析模型、Guadiana 河口
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珠江河网水位与动力边界的联合依赖关系演变
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作者 杨昊 李博 +2 位作者 欧素英 刘锋 蔡华阳 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1096-1109,共14页
珠江河网的水位变化是动力和地貌边界共同驱动的结果。然而,在强人类活动干预下,河网地貌边界发生异变,叠加动力边界(上游流量和口外海平面)变化影响,导致河网水位格局出现异变。探讨河网水位的异变问题,可为河口整治和水资源高效开发... 珠江河网的水位变化是动力和地貌边界共同驱动的结果。然而,在强人类活动干预下,河网地貌边界发生异变,叠加动力边界(上游流量和口外海平面)变化影响,导致河网水位格局出现异变。探讨河网水位的异变问题,可为河口整治和水资源高效开发利用等提供重要指导。本研究采用Copula方法探究强人类活动驱动下河网日均水位与动力边界的联合依赖关系演变过程,并对极端日均水位风险进行了评估。结果表明:珠江河网水位与动力边界的联合依赖关系发生了显著变化,表现为相同流量或海平面条件驱动下,河网上部日均水位下降、中下部高水位下降但低水位抬升,而口门区域日均水位抬升。强人类活动前后珠江河网极端日均水位的风险变化表明,当河网上部水位与流量、海平面遭遇概率为10%~90%时,日均水位降幅为0.02~1.24 m;河网中下部水位与流量、海平面遭遇概率为90%时,变化与上部一致但降幅缩小为0.05~0.23 m,而遭遇概率为10%时,其日均水位抬升,幅度为0.01~0.07 m;在口门区域,水位与流量、海平面遭遇概率为10%~90%时,日均水位抬升0.02~0.09 m。综上所述,强人类活动后,动力边界对河网水位的影响明显减弱,河网日均水位整体抗风险能力下降,发生极端水位事件的风险加剧。 展开更多
关键词 日均水位 流量 海平面 强人类活动 Copula联合概率分布
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珠江磨刀门河口潮汐动力变化对人类活动的响应 被引量:8
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作者 蒋陈娟 周佳楠 杨清书 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期66-76,共11页
磨刀门河口是珠江流域西江的主干入海口,20世纪80年代以来受到网河区无序采砂和磨刀门整治工程的双重影响,潮汐动力必然发生相应的调整。本文基于多年的水文资料,结合统计分析、调和分析和数值模拟的方法,对近五十年以来磨刀门河口的潮... 磨刀门河口是珠江流域西江的主干入海口,20世纪80年代以来受到网河区无序采砂和磨刀门整治工程的双重影响,潮汐动力必然发生相应的调整。本文基于多年的水文资料,结合统计分析、调和分析和数值模拟的方法,对近五十年以来磨刀门河口的潮汐动力变化过程及其对人类活动的响应进行研究。结果表明,20世纪80年代以前,磨刀门河口总体上呈现出高、低潮位缓慢上升、潮差逐渐减小的趋势,潮汐动力变化呈现出径流优势型入海口门水道向海延展的自然演变趋势;20世纪80年代以来,网河区无序采砂使水位下降、诱使潮汐动力增强,磨刀门整治工程使水位上升、潮汐动力减弱,由于河口不同段受到人类活动以及外海潮汐多年变化和海平面上升的干扰程度不同,其潮汐动力变化呈现出不同特征。近口段受网河区无序采砂影响较大,水位下降,潮汐动力增强;河口段受两种人类活动的双重影响,水位上升,在整治工程期间(1983—1993)潮汐动力减弱,在整治工程后(1993—2003)受网河区无序采砂的影响潮汐动力增强;口外海滨段受外海潮汐多年变化和全球海平面上升以及整治工程的共同作用,水位上升,潮汐动力减弱. 展开更多
关键词 潮汐动力 网河区采砂 河口整治工程 磨刀门河口
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夏季珠江口水域营养盐分布特征及其富营养化评价 被引量:26
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作者 曾丹娜 牛丽霞 +2 位作者 陶伟 傅林曦 杨清书 《广东海洋大学学报》 CAS 2020年第3期73-82,共10页
【目的】研究夏季珠江口水域氮、磷营养盐的时空变化特征及其富营养化水平。【方法】基于珠江口水域2006-2010年夏季水文水质多要素观测资料,采用Pearson相关分析法,分析水文泥沙对氮、磷等营养盐的的驱动作用,评价该水域富营养化状况... 【目的】研究夏季珠江口水域氮、磷营养盐的时空变化特征及其富营养化水平。【方法】基于珠江口水域2006-2010年夏季水文水质多要素观测资料,采用Pearson相关分析法,分析水文泥沙对氮、磷等营养盐的的驱动作用,评价该水域富营养化状况并阐明其主要环境问题。【结果】珠江口水域环境因子区域分布差异显著,其中营养盐(氮、磷等)和悬浮泥沙均表现为由口门向口外递减,而盐度则表现为相反的趋势。无机氮以硝氮为主,亚硝氮次之,氨氮含量最低。【结论】径流输入、盐淡水混合稀释作用和悬浮泥沙的吸附/解吸作用共同影响着氮、磷营养盐的分布。氮磷比值分析说明,珠江口浮游植物生长主要表现为潜在性的磷限制。珠江口水域海洋环境重度及严重富营养化(E>5)主要集中在口门至内伶仃岛海域,主要环境问题为水质污染,且氮、磷营养盐和溶解氧为主要贡献因子。 展开更多
关键词 珠江口 无机氮 磷酸盐 富营养化 水环境健康指数
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珠江河网典型横向汊道水面线演变及成因 被引量:1
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作者 王博芝 李博 +3 位作者 魏稳 欧素英 蔡华阳 杨清书 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1375-1384,共10页
以珠江河网中下游腹地的“四横两纵”横向汊道体系为研究靶区,采用余水位曲率、潮波衰减率公式及双累积曲线法,分析1960—2016年洪枯季的水面线演变过程及其与余水位曲率变化的对应关系,探究与之密切相关的人类活动影响机制.结果表明,1... 以珠江河网中下游腹地的“四横两纵”横向汊道体系为研究靶区,采用余水位曲率、潮波衰减率公式及双累积曲线法,分析1960—2016年洪枯季的水面线演变过程及其与余水位曲率变化的对应关系,探究与之密切相关的人类活动影响机制.结果表明,1993年前人类活动以联围筑闸为主,此时水面线在中下游“南沙-容奇”洪季呈下凹型,枯季呈微上凸型(洪季曲率为正,均值为1.50×10^(−10) m^(−1),枯季曲率为−6.64×10^(−12) m^(−1)).在中上游“板沙尾-南华”洪枯季均为下凹型(曲率均为正,洪季均值为1.92×10^(−10) m^(−1),枯季为5.37×10^(−12) m^(−1)).1993年后,中下游河道受人为采砂和航道疏浚的影响,导致水位降低.围垦叠加海平面上升影响导致口门水位抬升,使得水面线在洪季的下凹程度增大(曲率为正,均值为3.98×10^(−10) m^(−1)),枯季由微凸变凹(曲率为正,均值为1.85×10^(−10) m^(−1)).中上游由于强烈的河道采沙和疏浚,导致中游来流量增大,另叠加桥梁建设对径潮流的阻滞作用,因而水面线在洪季和枯季均转为上凸型(曲率均为负,洪、枯季均值分别为−6.87×10^(−10)和−0.55×10^(−10) m^(−1)). 展开更多
关键词 余水位坡度 余水位曲率 潮波衰减率 水面线 人类活动
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长江感潮河段潮波传播变化特征及影响因素分析 被引量:17
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作者 黄竞争 张先毅 +3 位作者 吴峥 刘锋 蔡华阳 杨清书 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期25-35,共11页
径潮相互作用是感潮河段水动力变化的典型特征,受其影响潮波传播具有明显的洪枯季及沿程变化。本文基于长江感潮河段天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山及芜湖6个潮位站2002-2014年连续高低潮位资料及大通站月均流量数据,统计分析长江感... 径潮相互作用是感潮河段水动力变化的典型特征,受其影响潮波传播具有明显的洪枯季及沿程变化。本文基于长江感潮河段天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山及芜湖6个潮位站2002-2014年连续高低潮位资料及大通站月均流量数据,统计分析长江感潮河段潮波振幅衰减率、潮波传播速度及余水位坡度等传播特征值的洪枯季及沿程变化特征,并探讨这些潮波传播特征的变化规律及其主要影响因素。结果表明,潮波传播特征的洪枯季差异自上游至下游逐渐减小,其分界点位于天生港与江阴之间(其中,天生港和江阴站的多年平均洪枯季潮差差值约为0.01 m和-0.04 m);径流动力对潮波衰减的影响主要位于江阴以上河段,江阴以下河段主要受潮汐动力控制;径流驱动下余水位坡度引起的余水位及水深增加,导致潮波传播的有效摩擦减小,当流量超过某个阈值时潮波振幅衰减反而减弱,特别是上游马鞍山-芜湖段最为明显,统计结果表明该河段流量阈值约为33000 m3/s。本文分析结果作为前人研究的重要补充,可为长江河口感潮河段径潮相互作用机制研究及河口治理等提供基础参考。 展开更多
关键词 长江河口 感潮河段 径流 潮波衰减 余水位
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长江河口潮波传播机制及阈值效应分析 被引量:10
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作者 张先毅 黄竞争 +4 位作者 杨昊 欧素英 刘锋 蔡华阳 杨清书 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期788-798,共11页
河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007-2009年长江... 河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007-2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。 展开更多
关键词 长江河口 径潮相互作用 余水位坡度 潮波衰减率 阈值效应
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强人类活动驱动下珠江磨刀门河口径潮动力的季节性异变特征 被引量:12
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作者 张先毅 杨昊 +7 位作者 黄竞争 傅林曦 王恒 刘俊勇 欧素英 刘锋 蔡华阳 杨清书 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1043-1054,共12页
人类活动对河口环境影响巨大,揭示在强人类活动驱动下河口径潮动力非线性相互作用的异变特征,有利于了解人类活动影响河口动力地貌的机制,对河口区水利工程建设及环境保护等具有重要指导意义。基于1960—2016年珠江磨刀门河口沿程潮位站... 人类活动对河口环境影响巨大,揭示在强人类活动驱动下河口径潮动力非线性相互作用的异变特征,有利于了解人类活动影响河口动力地貌的机制,对河口区水利工程建设及环境保护等具有重要指导意义。基于1960—2016年珠江磨刀门河口沿程潮位站(甘竹、竹银、灯笼山、三灶)的逐月高、低潮位数据及马口水文站的月均流量数据,统计分析了磨刀门河口在强人类活动驱动下月均水位、潮波振幅及其空间梯度(即月均水位坡度和潮波振幅衰减率)的季节性异变特征。结果表明,1990年和2000年为磨刀门河口径潮动力的异变年份,1990年前为自然演变阶段,2000年后为恢复调整阶段,1990—2000年为过渡阶段;高强度采砂导致的河床下切使磨刀门河口月均水位及月均水位坡度显著减小,夏季减小幅度最为明显,沿程平均分别减小0.53m和8.93×10^-6;月均水位坡度减小导致潮波衰减效应减弱,进而使沿程潮波振幅增大,多年平均增大0.071m;磨刀门河口径潮动力相互作用具有明显的季节性差异,夏季月均水位坡度随流量增大在上游抬升明显,冬季月均水位坡度在上游显著减小,但在下游略有抬升;随着流量的增大潮波振幅的衰减作用增强,但当流量超过阈值20000m^3/s时,月均水位坡度引起的底床摩擦增大效应不足以抵消横截面积辐散效应,潮波衰减效应略有减弱。 展开更多
关键词 径潮相互作用 水位坡度 潮波振幅衰减率 强人类活动 季节性变化
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珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”的潮波传播特征 被引量:12
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作者 谢梅芳 张萍 +4 位作者 杨昊 傅林曦 王恒 蔡华阳 杨清书 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1-13,共13页
珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”是珠江河口“网-湾”系统中的特殊地貌结构,属潮优型河口,潮波传播受河口湾地形辐聚效应、口门转换效应、潮汐通道辐散效应和底床摩擦等显著影响,其时空变化复杂。本文根据珠江“伶仃洋河口湾-虎门-... 珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”是珠江河口“网-湾”系统中的特殊地貌结构,属潮优型河口,潮波传播受河口湾地形辐聚效应、口门转换效应、潮汐通道辐散效应和底床摩擦等显著影响,其时空变化复杂。本文根据珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”的代表潮位站(赤湾、泗盛围和黄埔)1990-2016年逐日高、低潮位资料,采用经典调和分析方法提取出主要天文分潮的调和常数,通过计算获得了分潮振幅梯度及传播速度,并在此基础上分析了伶仃洋河口湾(赤湾-泗盛围)、潮汐通道(泗盛围-黄埔)和总程(赤湾-泗盛围-黄埔)的潮波传播时空特征。结果表明:全日分潮的振幅梯度和传播速度年均变化率均比半日分潮大,其中K_(1)和O_(1)分潮的振幅梯度平均每年分别增加9%和18%,传播速度每年均增加1.4%;M_(2)和S_(2)分潮的振幅梯度平均每年分别增加3%和6%,传播速度每年均增加1%。人类活动导致地形异变,进而驱动潮波亦发生突变,伶仃洋河口湾和潮汐通道的M_(2)分潮传播速度突变年份不同,分别为2009年和2000年。潮波传播速度突变后,伶仃洋河口湾、潮汐通道两区段的传播速度和振幅梯度的关系也发生了变化。 展开更多
关键词 潮优型河口 调和分析 潮波传播速度 振幅梯度 突变
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珠江磨刀门河口水位分布演变特征及其对人类活动的响应 被引量:7
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作者 马玉婷 蔡华阳 +5 位作者 杨昊 刘锋 陈欧 谢荣耀 欧素英 杨清书 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期52-64,共13页
河口区水位受径流、潮汐、地形、人类活动等多因素影响,其空间分布结构及变化复杂。作为河口动力结构的重要参数,水位分布演变特征及机制的研究对水资源高效开发利用和河口治理具有重要指导意义。文章基于珠江磨刀门河口沿程马口、甘竹... 河口区水位受径流、潮汐、地形、人类活动等多因素影响,其空间分布结构及变化复杂。作为河口动力结构的重要参数,水位分布演变特征及机制的研究对水资源高效开发利用和河口治理具有重要指导意义。文章基于珠江磨刀门河口沿程马口、甘竹、江门、竹银、灯笼山和三灶6个测站1965-2016年月均余水位数据及马口站的月均流量数据,分析人类活动影响下水位空间分布的异变,采用双变量线性回归模型定量辨识水位分布异变的主要影响因素,并初步讨论人类活动、动力结构、地形变化之间的相互耦合关系。结果表明,基于平均水面形态变化参数(即曲率)可较好地指示河床冲淤变化趋势,河段平均曲率为正,指示河床趋于淤积,曲率为负,河床趋于冲刷侵蚀;围垦、大规模挖沙、河道疏浚等强人类活动前,磨刀门河口上、下段坡降大于中段(江门-甘竹段),即中段存在一个水位坡降变缓的区域,枯季低流量时中段水位坡降出现由海向陆方向的倒坡降,强人类活动后,余水位空间分布结构发生异变,中段坡降增大、低流量时的逆坡降消失;强人类活动引起的河床地形变化是磨刀门河口沿程水位空间形态发生变化的主要原因,使口门段(三灶-竹银)和河口上段(甘竹-马口)水位曲率分别减小0.41×10^(-4)m·km^(-2)和1.04×10^(-4)m·km^(-2),河口中段(竹银-甘竹)水位曲率增大0.21×10^(-4)m·km^(-2),沿程曲率由正(下凹)-负(上凸)-正转变为负-正-负,沿程河床也随之由淤积-冲刷-淤积趋势转变冲刷-淤积-冲刷趋势。 展开更多
关键词 水位分布 余水位曲率 强人类活动 冲淤趋势
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河控型河口盐度层化对悬沙的捕集机制--以洪季磨刀门河口为例 被引量:4
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作者 谢荣耀 刘锋 +3 位作者 罗向欣 牛丽霞 蔡华阳 杨清书 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期38-49,共12页
河控型河口盐度混合和层化是控制悬沙输移扩散的重要动力机制。以珠江磨刀门河口为研究对象,基于2017年洪季三船同步大、小潮水文泥沙观测数据,分析河控型河口水体盐度层化结构的时空变化对悬沙分布的影响机制。结果表明:受径潮动力耦... 河控型河口盐度混合和层化是控制悬沙输移扩散的重要动力机制。以珠江磨刀门河口为研究对象,基于2017年洪季三船同步大、小潮水文泥沙观测数据,分析河控型河口水体盐度层化结构的时空变化对悬沙分布的影响机制。结果表明:受径潮动力耦合时空变化影响,河口盐度垂向分布表现出时空差异,即受径流主导的M1站(挂锭角),河口盐度在涨落潮周期内垂向混合均匀,受径潮控制的M2站(口门)在整个潮周期内盐度层化结构明显,口门外侧的M3站,潮动力作用较强,盐度垂向分布随涨落潮变化而变化;悬沙空间分布与盐度分布关系密切,盐度混合均匀利于悬沙垂向均匀分布,而盐度层化则使悬沙倾向于滞留在底层水体中,且在盐度层结界面之下出现高悬沙浓度,悬沙浓度垂向分布曲线呈L字型或抛线型,纵向上表现为高浓度悬沙团抑制在盐水楔前端,盐度层化对悬沙的捕集效应明显。通过对比水体标准化分层系数与水流垂向扩散强度系数发现,两者呈现负相关关系,即标准化分层系数愈大,垂向扩散强度愈小,表明水体层化抑制悬沙垂向扩散强度,而且水体层化程度越高,悬沙垂向扩散抑制程度越大,进而促进了河口水体盐度层化对悬沙捕集作用。本研究有助于揭示河口细颗粒泥沙运动机制及河口拦门沙演变机制,并为磨刀门河口拦门沙治理提供科学依据。 展开更多
关键词 悬沙分布 盐度层化 泥沙捕集 磨刀门河口 河控河口
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珠江河网横向汊道水面线演变过程及原因探讨——以东平水道为例 被引量:5
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作者 王博芝 杨昊 +3 位作者 欧素英 傅林曦 蔡华阳 杨清书 《热带地理》 CSCD 北大核心 2021年第2期410-422,共13页
基于1960-2016年东平水道三水、紫洞、澜石、浮标厂月均潮差、余水位数据及三水、马口站月均流量数据,以1993年三水-马口分流比突变为切入口,探讨余水位坡度及潮波衰减率等径-潮动力改变下,东平水道水面线与余水位曲率的时空演变特征及... 基于1960-2016年东平水道三水、紫洞、澜石、浮标厂月均潮差、余水位数据及三水、马口站月均流量数据,以1993年三水-马口分流比突变为切入口,探讨余水位坡度及潮波衰减率等径-潮动力改变下,东平水道水面线与余水位曲率的时空演变特征及其影响因素。结果表明:东平水道在1993年三水分流比剧增之后,1)余水位坡度或潮波衰减率与流量的双累积曲线斜率下降,即余水位坡度或潮波衰减率对流量的依赖性减弱;2)东平水道水面坡度整体下降且上游(紫洞-三水河段)降幅最大,不同季节坡度的变化率介于-67%~-4%,水面线由下凹转为上凸,即曲率由正转负。同时,曲率波动幅度明显减弱,1993年前曲率波动介于2×10^(-10)~5.48×10^(-10),而1993年后波动介于-0.9×10^(-10)~-0.07×10^(-10)。上述曲率变化在冬季较夏季显著;3)上述水面线异变的主要原因为,东平水道中上游河道挖沙导致河床地形大幅下切、水位下降、来水量增大,且同时期的航道疏浚加剧这一变化;下游主要受滩涂围垦影响,河道淤浅。以上地形变化导致河道中游径、潮流量增大,径-潮双向顶托使水面线转变为上凸型。受北江上游飞来峡水库调蓄影响以及过水断面宽深比、海平面变化等季节性调节作用,东平水道冬季水面线及曲率变化较夏季显著。 展开更多
关键词 余水位坡度 潮波衰减率 余水位曲率 水面线 强人类活动
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